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.

Датчик дроссельной заслонки: предназначение,типы,виды,неисправности,фото

Датчик холостого хода: принцип действия,устройство,виды,фото,назначение

Датчик расхода воздуха: принцип работы,виды,неисправности,фото

Обратный клапан топливной системы:функции,виды,устройство и принцип действия

Чем является шаровая опора и зачем она нужна в подвеске авто

Механические узлы современного автомобиля насыщены всевозможными узлами, обеспечивающими комфортную и безопасную езду. От старых к новым моделям машин большинство деталей модернизируется, подвергается усовершенствованию. Используются прогрессивные материалы и технологии изготовления. Одним из важных элементов в подвеске, которым конструкторы и инженеры уделяют значительное внимание при проектировании автомобиля, является шаровая опора. От качества её изготовления, особенностей конструкции и возможных неисправностей зависит безопасность водителя с пассажирами и окружающих участников дорожного движения.

Предназначение шаровой опоры в автомобиле.

Зачем нужна шаровая опора

Обычно, что такое шаровая опора в машине, начинающие автомобилисты узнают у более опытных коллег, когда проявляются косвенные признаки неисправности подвески. Могут в области колеса возникать посторонние шумы или имеются другие факторы. У автомобиля такой элемент как шаровая опора располагается не только ближе к колесу. Аналогичные соединения могут встречаться в разных частях легковушки:

• в рулевой трапеции;
• на рычагах развала;
• в области крепления газовых упоров капота и пр.

Фактически по смыслу более правильное название блока – шаровый шарнир. Когда узел так называется, то понятна его суть.

Важно! Основной задачей шаровых опор является обеспечение свободы перемещения каждому из колес в горизонтальной плоскости, блокируя одновременно свободы в вертикальной плоскости.

Чтобы понять, какое количество опор установлено, необходимо учитывать тип подвески. Фактор влияет на то, сколько шаровых инженеры внедрили в свое детище. Наиболее простые MacPherson подвески обходятся двумя штуками, которые расположены снизу. Увеличение количества рычагов влечет за собой рост числа шарниров. В двухрычажных системах предусмотрена установка узла как снизу, так и сверху. В таких немецких марках как Audi или Volkswagen с одной стороны на колесо может приходиться до пяти шаровых опор. Ещё несколько десятилетий назад предшественниками сферических элементов являлись шкворневые аналоги. Это были более тяжёлые изделия, нуждающиеся в регулярной смазке. Принцип работы их предполагал возможность поворота лишь в одной оси, что отрицательно было для управляемости. Работают в процессе эксплуатации шаровые опоры таким образом, что принимают на себя воздействие от ударов неровностей дороги. Это создаёт огромную нагрузку на металлическое изделие. Однако инженеры не стремятся делать шаровую с максимальной прочностью, придав ей такую форму, чтобы при необходимости её было легко заменить, отвинтив несколько болтов. Узел превратился в расходник.

Классическая конструкция шаровых

Стандартное устройство шаровой опоры предполагает наличие основных составных частей:

• металлический корпус;
• палец с шаровой головкой;
• поджимная пружина;
• гофрированный прорезиненный пыльник.

Внутрь на заводе-изготовителе набивали достаточное количество смазочного материала. Качественной смазки хватало на длительный пробег. При каждом ТО механики должны проверять сохранность пыльника и качество/объем смазочного материала, а по необходимости с помощью масленки нужное количество допрессовывается. В поздних моделях часть металлических изделий заменена была на пластиковые аналоги. Также внутри теперь не находятся пружины (от них избавились за ненадобностью). Сферическая головка пальца теперь обкатывается в полусфере из вкладышей. В современных моделях последние изготавливают уже не из пластика, а более выносливого и прочного нейлона. Производители стали выпускать два типа шаровых, поэтому опоры бывают обслуживаемые и необслуживаемые. На большинстве новых машин находится второй тип узла. В нем отсутствует возможность разборки и встроена масленка для добавки смазки. Иногда встречаются промежуточные типы, относящиеся к неразборным вариантам конструкции, но обладающие масленкой.

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:

• резьбовой палец соединяется и крепится гайкой, которую необходимо шплинтовать;
• для крепежа используется самоконтрящаяся гайка, в которой имеется внутреннее стопорное кольцо;
• установлен стяжной болт, который встречается редко, например, на Hyundai Santa Fe с 2006 г.

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:

• крепеж болтами;
• запрессовывание;
• в кронштейне кулака применение стяжного болта.

В каждом случае имеются как достоинства, так и недостатки.

Пыльник

Обязательным атрибутом главного шарнира подвески является пыльник. Используется он как на съемных, так и на несъемных конструкциях. Деталь относится к заменяемым. Контролировать его состояние специалисты рекомендуют не реже, чем через 10-15 тыс. км. пробега. Своевременная замена износившегося пыльника поможет сэкономить на ремонте/замене всей шаровой. В его задачу входит блокирование проникновения к трущимся поверхностям влаги, пыли и грязи, способствующим быстрому износу металлических деталей.

Возможные неисправности шаровой опоры

Выявить самостоятельно признаки износа шаровой опоры сможет даже начинающий автомобилист по косвенным признакам. Необходимо обращать внимание ан поведение автомобиля во время поворота. Когда водителю приходится прилагать особые усилия либо проявляется характерный звук (скрип), то высока вероятность поломки шаровой. Дополнительным негативным признаком служит проявление стука во время езды машины с небольшой скоростью по неровной поверхности. Рекомендуем провести диагностику, когда заметны такие симптомы износа, как неустойчивость передних колес и их виляние в стороны в процессе прямолинейного перемещения. К признакам выработки шаровой опоры многие специалисты относят неравномерность износа шин автомобиля.

Как самому на автомобиле проверить шаровую опору

Продлить рабочий ресурс для шаровых опор помогает правильная их эксплуатация и своевременный уход. Обычно ресурс современных сферических шарниров у машин в зависимости от марки достигает 30-100 тыс. км. пробега. В зону риска с преждевременными поломками могут попадать автомобили, обладающие критериями:

• на шаровой разорван пыльник;
• машина часто ездить по некачественной дороге;
• узел имеет недостаточный объем смазки;
• пальцы шарнира стерлись, появился зазор, приводящий к разбалтыванию.

Для проверки состояния шаровых опор потребуется подъемник либо домкрат. После поднятия авто тестируемое колесо должно иметь возможность свободно вращаться. Автомобилист берется за верхний и нижний край колеса и слегка покачивает в вертикальной плоскости. Можно просить помощника, чтобы он слегка проворачивал руль. Выработку удастся услышать при определенном положении колеса. Однако люфт в некоторых случаях является следствием недостаточного затягивания либо поломки подшипника ступицы. Также зазор возникает и из-за повреждения сайлентблоков рычага. Потребуется провести дополнительный тест. Используя плоскую часть монтировки, выявляем, необходимо ли менять шаровые. Вставляем ее в просвет между рычагом и поворотной цапфой. Создаем небольшое усилие на рукоятку и следим за узлом. При наличии исправного шарнира люфт будет отсутствовать. Негативными факторами окажутся постукивание и щелчки, возникающие в процессе нажатия на ручку.

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.