Диагностирование ходовой части автомобиля

Ходовая часть автомобиля воспринимает ударные нагрузки и подвержена вибрации. В результате этого изменяются углы установки управляемых колес, ухудшается их стабилизация, что затрудняет управление автомобилем, увеличивает расход топлива и изнашивание шин. При диагностировании ходовой части выполняются работы по раме, подвеске, переднему мосту, шинами и колесами.

Раму для профилактики периодически осматривают, проверяют крепление поперечин и кронштейнов, плотность заклепочных соединений.

В соответствии с техническими условиями к эксплуатации не допускаются автомобили, имеющие трещины или поломки хотя бы одного листа рессоры, неприлегание и расхождение листов, повреждение кронштейнов, резиновых втулок и подушек, ослабление затяжки пальцев и стопорных болтов, хомутиков и стремянок, а также течь жидкости из амортизаторов и ослабление их крепления.

Отказы рессорных подвесок автомобилей возникают главным образом из-за усталостных поломок листов рессор. Диагностирование состояния рессор должно определять степень усталостного повреждения рессор. Для этой цели можно использовать методы и средства ультразвукового контроля, позволяющие определять местоположение и размеры усталостных трещин в листах.

При диагностировании подвески проверяют взаимное положение мостов с помощью специальных стендов. Для обеспечения нормального качения колеса автомобиля на дороге необходимо строго соблюдать заданную геометрию элементов ходовой части автомобиля. В данном случае под термином “геометрия” подразумевается геометрия не формы, а взаимного положения механизмов и агрегатов. Взаимное положение элементов ходовой части существенно влияет на энергетику движения автомобиля, стабилизацию его на дороге, износ шин, расход топлива и т. д.

Амортизаторы наряду с другими системами и агрегатами оказывают влияние на безопасность движения. Отсутствие надежного контакта колеса с опорной поверхностью, особенно при высоких скоростях движения автомобиля, приводит к снижению скорости движения, предельно допустимой по условиям безопасности, при повороте и увеличению тормозного пути. При неисправных амортизаторах частота колебаний может исказить информацию, поступающую в блок управления АБС; при этом возможно ошибочное растормаживание колеса. Неисправные амортизаторы приводят к нестабильному и неравномерному освещению дороги, ослеплению водителей встречных автомобилей вследствие повышенного колебания кузова или шасси.

Амортизаторы не требуют специальной регулировки или сложного ухода. Диагностирование их заключается в контроле герметичности крепления на автомобиле, проверке эффективности действия и работоспособности. Разбирать амортизатор следует только в случае крайней необходимости (при потере работоспособности). Герметичность амортизаторов диагностируют визуально по следам подтекания жидкости. Эффективность действия амортизаторов проверяют на стендах, имитирующих неровности дороги.

Передние мосты могут иметь следующие основные неисправности: деформация балки; износ шкворневых соединений, подшипников, ступиц колес; разработка отверстий под шкворни в кулаках балки и гнезд под подшипники в ступицах установки передних колес, что затрудняет управляемость; резко повышен износ шин, который приводит к увеличенному расходу топлива, и т.д.

Диагностирование передних мостов заключается в определении неисправностей и проведения необходимых регулировочных и других работ по предупреждению и устранению обнаруженных дефектов. При диагностировании определяют радиальный и осевой зазоры в шкворневых соединениях, зазор между кольцом подшипника и его гнездом в ступице, степень затяжки подшипника ступицы, а также углы установки управляемых колес (углы развала колес, поперечного и продольного наклонов шкворня, схождение колес).

Состояние шкворневого соединения передних колес грузового автомобиля с не ведущей передней осью диагностируют индикаторным прибором. Износ в шкворневом соединении контролируют по радиальному и осевому зазорам. Радиальный зазор измеряют при перемещении поворота цапфы относительно шкворня при подъеме и опускании домкратом передней оси, а осевой – плоским щупом, вставляемым между верхней проушиной поворотной цапфы и кулаком передней оси. Осевой зазор в подшипниках ступиц колес не допускается.

Существующие стенды «люфт-детекторы» для диагностики зазоров в сочленениях подвески и рулевого управления автомобилей позволяют визуально выявить люфты (люфт — зазор) в кинематической паре, проявляющийся как относительное движение охватывающего и охватываемого элементов, при приложении к звеньям механизма знакопеременной нагрузки) в сочленениях подвески и рулевого механизмов. Стенды выпускаются в трех исполнениях: напольного (для грузовых автомобилей) с использованием в автономном режиме; заглубленного (для легковых автомобилей) с использованием в автономном режиме и устанавливаемых на осмотровую канаву; для встраивания в платформы автомобильных подъемников.

Углы установки управляемых колес диагностируют и регулируют после устранения люфта в шкворневых соединениях и подшипниках ступиц колес при нормальном давлении воздуха в шинах и креплении дисковых колес. Эти углы диагностируют на стационарных стендах с помощью переносных приборов.

Стенды бывают механические, оптические, оптико-электрические и электрические, а переносные приборы – механические, жидкостные и оптико-электрические.

Для экспресс-диагностики положения колес транспортного средства используют стенд представляющий площадку, имеющую возможность поперечного перемещения. Если колесо автомобиля по своим углам установки расположено не оптимально, при движении в пятне его контакта с дорогой возникает поперечная сила, которая сместит площадку. Этот сдвиг определяется в метрах на километр. Смещение площадки указывает на общее состояние ходовой части и рулевого управления.

Схождение передних колес автомобиля при отсутствии стендов диагностируют с помощью специальных линеек.

Шины при движении автомобиля работают в очень сложных условиях. В процессе качения на шину действуют различные по величине и направлению силы. К силам внутреннего давления воздуха и массы автомобиля, действующим на шину в неподвижном состоянии, при качении колеса добавляются силы динамические, а также силы, связанные с перераспределением массы автомобиля между колесами. Силы, действующие на шину, изменяются по величине, а в ряде случаев и по направлению в зависимости от скорости движения, состояния дорожного покрытия, температуры окружающего воздуха, уклона, характера поворота дороги и т. д. При качении колеса автомобильная шина в различных зонах непрерывно изменяет свою форму, причем некоторые ее части изгибаются, сжимаются и растягиваются. При продолжительном движении шина нагревается, что приводит к повышению внутреннего давления воздуха в ней и снижению прочности ее элементов, особенно резиновых. Под действием многократно действующих сил и повышенной температуры материал шины постепенно “устает”, т.е. теряет свою прочность, протектор изнашивается.

Шины устанавливают на автомобили в строгом соответствии с их назначением. Например, шины с дорожным рисунком протектора следует применять только при эксплуатации автомобилей на дорогах с твердым покрытием и т.д. Периодически проверяют зазор между сдвоенными шинами. Визуально осматривают и определяют износ протектора и другие неисправности. Давление воздуха в шинах измеряют шинными манометрами. При необходимости подкачивают шины сжатым воздухом на воздухораздаточных колонках, снабженных регулятором давления.

Регламентируется минимально допустимое значение остаточной высоты рисунка протектора шин. Высота протектора проверяется не по центру беговой дорожки, а по зоне предельного износа.

Шины легковых автомобилей выпускают с индикаторами предельного износа протектора. Из них допускаемое значение остаточной высоты рисунка протектора определяют: при равномерном изнашивании беговой дорожки – по появлению одного индикатора, при неравномерном – по появлению индикаторов в двух местах (по два индикатора в каждом). Шины не должны иметь порезов или разрывов, которые обнажают корд. Причем даже при небольших размерах эти повреждения в процессе эксплуатации могут привести к опасным последствиям. Не допускаются также расслоение каркаса, отслоение протектора, наличие инородных предметов (стекла, камней и т.п.) в протекторе и между сдвоенными колесами.

При изготовлении шины и диска в силу технологических погрешностей их массы неравномерно распределены относительно оси вращения. Такое неравномерное распределение масс называется дисбалансом или неуравновешенностью. После сборки колеса его цент масс оказывается также не совпадающим с осью вращения. Для устранения этого явления колеса перед установкой на автомобиль подвергают балансировке. Балансировка колеса в сборе — это процесс равномерного распределения массы по окружности качения.

В процессе эксплуатации автомобиля балансировка колес, как правило, нарушается. Наиболее часто эти нарушения происходят вследствие неравномерного износа шин, их ремонта, некачественного демонтажа и монтажа шин и колес.

Существует два вида дисбаланса: статический и динамический. При статическом дисбалансе масса колеса неравномерно распределена относительно оси вращения, при этом ось колеса и его главная центральная ось инерции параллельны. В статическом положении тяжелая часть колеса всегда окажется внизу. При вращении колеса за счет смещения центра масс возникает центробежная сила инерции.

При движении автомобиля статический дисбаланс вызывает биение колеса в вертикальной плоскости, возникает вибрация кузова, ослабевают крепления и сварочные соединения, увеличиваются зазоры в кинематических парах подвески.

Динамический дисбаланс — это неравномерное распределение массы колеса относительно центральной продольной плоскости качения колеса, при этом ось колеса и его главная центральная ось инерции пересекаются не в центре масс или перекрещиваются. При вращении колеса из-за наличия неуравновешенных масс возникает момент сил инерции.

При движении автомобиля под действием динамической неуравновешенности происходит биение колеса в горизонтальной плоскости. На детали рулевого механизма (при дисбалансе передних колес) на подшипники ступицы действует знакопеременная высокочастотная нагрузка, и они интенсивнее изнашиваются. Характерным признаком такого дисбаланса является биение (вибрация) рулевого колеса при больших скоростях движения автомобиля.

Диагностирование дисбаланса автомобильного колеса осуществляется со снятием с автомобиля или без снятия.

Наиболее широко используются станки для балансировки колес легковых автомобилей с горизонтально расположенным валом, электроприводом или ручным приводом и компьютерной обработкой диагностической информации.

Стенды для балансировки колес на автомобиле предназначены для экспресс-диагностирования автомобилей и могут быть использованы для финишной балансировки колес, так как при уравновешивании учитываются все вращающиеся элементы колеса: шина, диск, ступица, тормозной диск, крепежные детали колеса и подшипники.

Колеса могут иметь следующие основные неисправности: разработка отверстий в дисках под шпильки крепления колес к ступице; деформирование дисков; трещины около отверстий в дисках колес; механические повреждения и коррозия ободов, бортовых замочных колец; срыв резьбы на шпильках и гайках и др. Диагностирование колес заключается в визуальной проверке и устранении указанных неисправностей.

При современных высоких скоростях движения автомобилей большое значение приобретает уравновешивание колес. Это можно объяснить тем, что большой удельный вес материала, значительное удаление масс от оси и неравномерное распределение массы шин при больших скоростях могут привести к возникновению больших неуравновешенных сил и моментов. Действие этого явления особенно неблагоприятно для управляемых колес, так как возникающие нагрузки не только вызывают изнашивания деталей ходовой части, но и могут нарушить устойчивость движения.

Неуравновешенность колес возникает как при их изготовлении, так и при неравномерном изнашивании. Это говорит о том, что уравновешенность колес следует проверять систематически. При независимой подвеске неуравновешенность вращающихся масс может вызвать вертикальные колебания колес или горизонтальные колебания вокруг шкворней. Уравновешивание колес является органической частью технологического процесса обслуживания автомобилей. Существуют динамическое и статическое (применяется редко) уравновешивание колес.

Я твой подвеска рычаг шатал: как проводят диагностику ходовой части

Многие автосервисы прямо-таки зазывают к себе клиентов сделать диагностику ходовой. Деньги за это просят разные, в гаражах сделают и за сто рублей. Действительно, никакого дорогого оборудования для этого не надо (проверку углов развала и схождения в диагностику обычно не включают). Нужны только подъёмник, монтажка, немного сил в руках и внимательность. То есть ничего сложного в этой процедуре нет, а так как проводить её периодически просто необходимо, расскажем, как это делают в сервисе, и можно ли сделать её самостоятельно.

Зачем нужна диагностика?

Начнём с простого вопроса: почему иногда нужно проверять подвеску?

П ервый случай – хрестоматийный. То есть что-то внизу стучит, лязгает, щёлкает, а иногда – грохочет и отдаёт в руль и пятую точку. Это – особо запущенный случай, когда менять надо уже обычно не копеечный сайлентблок, а сразу несколько элементов. В этом случае проведение диагностики поможет выявить все неисправные детали, тут всё очевидно.

Вторая ситуация – плановая диагностика, и она, разумеется, предпочтительнее первого случая, потому как своевременный ремонт обычно на порядок дешевле ремонта «аварийного».

Ну, и третий вариант – подержанное авто. В случае покупки автомобиля с пробегом даже незначительные дефекты в ходовой части могут быть поводом для торга, а иногда – отказа от покупки. Многие эту процедуру при покупке доверяют специалистам сервиса, но покупает машину не мастер (которому в общем и целом плевать, что вы там себе купите), а вы – тот самый человек, которому потом придётся этот автомобиль содержать. Именно поэтому желательно осматривать машину снизу вместе со специалистом СТО – так шансы найти «косяки» в ходовой могут существенно увеличиться.

Про рычаги и стойки

Приношу свои извинения владельцам премиальных автомобилей с пневматическими подвесками или сложными многорычажками. О диагностике таких подвесок мы поговорим в следующий раз, сегодня же речь пойдёт о самых простых типах подвесок: передней МакФерсон и задней полузависимой балке. Это – самые распространённые конструкции на бюджетных автомобилях. Начнём с передней.

История независимой подвески МакФерсон довольно долгая: в следующем году можно будет смело сдвинуть бокалы за её семидесятилетие. В 1948 году подвеску инженера GM Эрла Макферсона использовали на автомобиле Ford Vedette. Впрочем, есть мнение, что хитрый американец идею независимой подвески украл у чуть менее удачливого итальянца Гвидо Форнака, который предлагал её Фиату. Даже если это хотя бы отчасти правда, Макферсон значительно переработал идею Форнака и довёл её до ума.

Так же было бы несправедливо считать, что всё, что сделал Макферсон, – это убрал верхний рычаг с шаровой опорой в двухрычажной подвеске и придумал, как крепить амортизатор к крылу с помощью чашек и опорных подшипников. Подвеска получилась более лёгкой, дешёвой и отлично подходила для массового производства в недорогих серийных автомобилях. За идею ухватился Форд (массово и недорого – то, что нужно!), и уже на более поздних Ford Zephyr 1950 года и Ford Consul 1951 года подвеска типа МакФерсон использовалась безоговорочно (в ситуации с Vedette о серийном производстве говорить, наверное, рано – французское подразделение Ford France SA за шесть лет выпустило их не слишком большим тиражом, и про автомобиль бы забыли, если бы он не стал первым с МакФерсоном). Итак, что же придумал американский изобретатель?

Основным отличием новой подвески было то, что она стала независимой, но не намного дороже распространённой в то время балки. Основные элементы конструкции – подрамник, нижние рычаги, амортизационные стойки с пружинами, поворотный кулак и стабилизатор поперечной устойчивости. Есть, конечно, и более мелкие детали (шаровые опоры, стойки стабилизатора, сайлентблоки и прочее), но вряд ли их можно назвать основными частями подвески. Тем не менее, как раз их неисправности встречаются чаще всего.

В целом же подвеска получилась очень надёжной, хотя вначале механики не были в восторге от конструкции. Им, например, не нравилась довольно сложная процедура замены амортизатора, а способ крепления верхней части стойки к кузову через опорный подшипник вызывал их опасения за ресурс кузова (к тому же несущий кузов тогда сам по себе был штукой новой и не вполне оценённой, хотя именно подвеска Макферсона стала первой независимой передней подвеской на автомобиле с таким типом кузова).

Нельзя сказать, что подвеска МакФерсон имеет очевидные слабые места, отличающиеся пониженным ресурсом. Многое зависит от особенностей подвески этого типа в конкретном автомобиле (например, Мерседес W124 не мог похвастаться долговечностью стоек стабилизатора из листовой стали, а про слабые шаровые опоры нашей вазовской «классики» знают, наверное, все). Не менее важную роль играют условия эксплуатации (например, езда по асфальту с ямами скорее убьёт шаровые опоры, а частые выезды на просёлок с большими перепадами без ударных нагрузок – амортизаторы).

О том, что такое полузависимая задняя подвеска, мы уже говорили. Там стучать в принципе нечему, а если что-то стучит, то нет слов, чтобы описать степень запущенности автомобиля. Это либо полностью сухие амортизаторы, либо драные в клочья сайлентблоки балки, либо сломанная пружина. Но это не значит, что осматривать там нечего. Например, банальный износ сайлентбоков балки значительно снижает управляемость, что особенно заметно будет в колее. Ну, а про езду с сухими амортизаторами даже говорить не буду – как весело прыгает такая машина, знают многие.

На этом теоретическую часть позвольте считать законченной, давайте смотреть автомобиль во всей его красе (или безобразии – диагностика скажет точно).

Передняя подвеска

Диагностика передней подвески начинается с… поднятия крышки капота. Да, пока машина стоит на земле (это важно, подвеска должна быть под нагрузкой), осматриваем верхние опоры стоек. Нас в первую очередь интересует зазор между чашкой и кузовом (брызговиком). На фотографии видно, что в зазор проходит отвёртка.

Пока ничего страшного в этом нет, но если зазор приблизится к полутора сантиметрам – верный признак неизбежности замены верхних подушек. Ну, и заодно пытаемся раскачать машину: если она делает более двух качаний после окончания раскачки – амортизаторы пора менять (по-моему, это первое, что делает любой потенциальный покупатель средней степени грамотности, это классика жанра). Теперь машину можно поднять на домкрат (лучше все же на гидроподъемник) и посмотреть на амортизаторы сбоку: никаких подтёков быть не должно. Если же они есть, то задумываемся о новых амортизаторах.

Теперь пришла пора взять машину за колёса, точнее, за одно. Колесо качаем в обоих направлениях, и вправо-влево, и вверх-вниз. В первом случае можно услышать стуки рулевой тяги или (что бывает чаще) наконечника тяги. Если такой обнаруживается, то придётся позвать помощника, и пока один будет дёргать колесо, второй сможет определить причину звука точнее. Для этого надо будет хорошенько ухватиться за тягу и посмотреть, где появляется люфт – в рейке или в наконечнике.

Посторонний звук при раскачке вверх-вниз говорит об износе шаровой опоры. Впрочем, если никакого звука или люфта нет, это ещё не значит, что она в порядке, её будет необходимо проверить ещё раз уже с помощью монтировки (об этом чуть ниже).

Теперь просто раскручиваем колесо. Наша задача – оценить состояние ступичного подшипника. Если слышен гул или скрежет – ему пора на помойку прямо сейчас. Теперь ещё раз раскручиваем колесо и одной рукой хватаемся за пружину. Если подшипник только собирается отдать богу ролики, то на пружине будет ощущаться характерная вибрация. Если она чувствуется, то скоро появятся и гул, скрежет и, может быть, новый подшипник.

Берём в руки монтажку и лезем под машину. Вот тут точно уже никакой домкрат не поможет – нужен подъемник, так что без автосервиса не обойтись.

Сначала проверяем сайлентблоки рычагов. Их надо будет двигать как в продольном, так и в поперечном направлениях, используя в качестве опоры подрамник. Небольшой люфт будет обязательно (резина не может не деформироваться), но и он заметен только после приложения существенного усилия. Сайлентблоков четыре (по два на рычаг), и если какой-то из них люфтит больше остальных, это будет сразу заметно.

Теперь возвращаемся к шаровой опоре. Сильный износ будет заметен, если обеими руками покачать рычаг около шаровой вверх-вниз. Сомневаетесь в своих силах – монтажка вам в помощь. Вставляем её между кулаком и рычагом и качаем – тут люфта быть не должно вообще.

Рулевая рейка не относится к подвеске, но её существенный износ можно также диагностировать руками: берёмся за тягу и шатаем её вверх-вниз. Никакого люфта или стука быть не должно. Впрочем, их отсутствие – условие необходимое, но не достаточное, как говорят математики. То есть если ничего не стучит, это ещё не говорит об идеальном состоянии рейки, там подводных камней может быть много. Зато если люфт есть, её точно нужно будет ремонтировать или менять.

Теперь проверяем стабилизатор поперечной устойчивости. Сам стабилизатор сломать невозможно (можно, конечно, погнуть, но для этого нужен талант), поэтому смотрим сначала втулки. Просовываем монтажку между подрамником и стабилизатором около втулки и качаем, желательно – сильно. Если втулка от возраста стала овальной, то стабилизатор будет в ней «гулять». Затем проверяем его крепления в рычагах. Тут способ один: попытаться монтажкой раскачать болты, если люфтят – надо будет заменить резинки.

И последними смотрим стойки стабилизатора. Худший случай – это если сломалась сама стойка, такое бывает, тем более что на наших дорогах их вообще можно считать расходным материалом. На некоторых машинах можно увидеть дефект на резиновых частях, но это не наш случай.

Итак, спереди осмотрено почти всё, остаётся проверить нижнюю подушку двигателя (и/или КПП, тут всё зависит от модели автомобиля), которая никак не входит в ходовую часть, но призывно торчит снизу, а иногда требует слишком частого осмотра (привет, любители Пежо!). Качаем так же монтажкой – руками и глазами тут ничего не сделаешь. Зато с помощью монтажки дефект обнаружить несложно, разрыв подушки обычно виден сразу.

Теперь переходим назад

Задняя подвеска

Начинаем процедуру с колёс – так же, как и спереди. Но сзади нет шаровых опор, поэтому проверяем пока только подшипники ступиц. Так же крутим, слушая звук, затем кладём руку на пружину. Если ничего подозрительного нет (люфта, звука или вибрации), то подшипник можно считать исправным. Лезем под машину.

Смотрим амортизаторы. Сначала ищем следы подтёков, затем с помощью монтажки проверяем сайлентблоки внизу амортизаторов. Идеально было бы заметить расслоение сайлентблока, но вряд ли получится увидеть его без опыта.

Зато отслоение резины от втулок на сайлентблоке балки не заметить невозможно: тут и зацепиться монтажкой проще, и деталь крупнее. Правда, я как-то видел машину, где износ этого сайлентблока был виден невооружённым глазом: он был просто порван, и балка висела на болту в кронштейне. Хотя в этом случае стук будет хорошо слышен на ходу, а вот в случае возрастного износа звуков балка издавать не будет, хотя отчасти дефект будет заметен на глаз (неправильный развал заметить можно). И, наконец, смотрим на пружины. То, что они просели ещё при Советской власти, заметить можно не всегда, а вот если пружина сломана – это видно.

Вообще задняя полузависимая подвеска достаточно «молчалива» в силу простоты конструкции. Подержанный автомобиль скажет о необходимости её ремонта очень неважной управляемостью, не более. Это, конечно, опасно, но вряд ли там возможен дорогой ремонт, если не придётся менять балку на старом премиальном классе (было время, когда и там сзади не было многорычажек), ремонт такой подвески не будет слишком дорогим. Хотя изношенная в край подвеска заставит задуматься о том, что владелец за машиной не следил вообще, и если в планах есть покупка такого автомобиля, лучше десять раз подумать.

Тут отдельной строкой можно упомянуть торсионные балки машин концерна Peugeot-Citroen с подшипниками в рычагах – они к дешевым никак относиться не могут, полный ребилд конструкции тянет на 50-60 тысяч. Но поскольку тема специфическая, мы вернемся к ней отдельно.

Вместо заключения

Как видите, «пошатать» подвеску не так сложно. Делать это нужно периодически, особенно если условия эксплуатации автомобиля тяжёлые, а всё ТО уже давно перешло от дилера в гараж и ограничено самостоятельной заменой масла и воздушного фильтра. Не стоит забывать, что вырванная шаровая опора, заклинивший ступичный подшипник, да и просто вытекшие амортизаторы или изношенные сайлентблоки могут привести к очень печальным последствиям, виноват в которых будет только владелец автомобиля и никто больше.

За помощь в подготовке материала благодарим сеть специализированных магазинов и автосервисов «Логан-Шоп» (СПб, ул. Возрождения, д. 33, тел.: 928-32-12)