Кульові опори як вони влаштовані і як їх міняти.
Як працюють у підвісці кульові опори? Навіщо їх інтегрують у важелі підвіски, чому вони зношуються і наскільки важко їх міняти на сучасному автомобілі? Розбираємось у цьому питанні у всіх деталях.
Навіщо потрібна кульова опора
Кульова опора – це, конструктивно, не що інше, як шарнір, яким маточина колеса кріпиться до важеля підвіски. Головне її завдання – давати колесам свободу переміщення у горизонтальній площині та виключати – у вертикальній. Взагалі, шарові шарніри використовуються далеко не тільки в опорах маточок - їх можна зустріти і в розвальних важелях, і в рульовій трапеції, і навіть у кріпленні газових упорів капота.
Але до певного часу замість рухливих кульових шарнірів на поворотних колесах використовували шкворневий шарнір - важкий, що вимагає періодичного мастила, а головне - забезпечує колесу тільки свободу повороту по одній осі, що негативно позначалося на керованості.
Конструктори розуміли, що кульова опора прийматиме кожен удар від дороги, тому робота на зношування стане колосальною. Робити деталь з особливо міцним алмазним напиленням сенсу не було, тому її свідомо перетворили майже на розхідник. Для того, щоб у разі чого, можна було без проблем, відгорнувши пару болтів і гайку, замінити на нову.
Конструкція кульових
Спочатку опора являла собою корпус, в який встановили кульовий палець і підібгали через металеву пластину пружиною, а зверху накрили пильником. Щоб палець не зносився через два дні, заклали мастильний матеріал і дали вказівку всім, хто займається обслуговуванням, регулярно перевіряти та замінювати мастильний матеріал у корпусі, запресовуючи його через маслянку.
Потім настала ера пластику, і зконструкції пішла пружина. Кульова частина пальця була поміщена у півсферу, утворену вкладишами із вищезгаданого матеріалу. З того часу, по суті, конструкція не змінилася, єдино, пластик був замінений на більш зносостійкий нейлон.
Кульові опори розділилися на обслуговувані та необслуговувані, тобто з маслянками та можливістю розбирання та без, відповідно. Але чим ближче до десятиліття, тим менше використовувалися розбірні опори. Відлунням епохи залишаються кульові опори з масляками, для закладки мастильного матеріалу, але майже на всіх машинах давно ставлять опори, що не обслуговуються.
Скільки у підвісці кульових опор?
Все зводиться до типу підвіски. У найпростіших кульових МакФерсонах дві – вони знаходяться знизу. Що більше важелів, то більше кульових. На двоважелях шарові є верхні і нижні, а на найскладніших підвісках, в основному це стосується Volkswagen і Audi, кульових може бути і по п'ять штук на один бік.
Кріплення до важеля
Зараз вся класифікація зводиться не до типу конструкції кульової, а до способу її встановлення - від цього дуже сильно залежать витрати на заміну. Найпростіша та миролюбно налаштована до господаря автомобіля конструкція – з кріпленням корпусу опори до важеля підвіски за допомогою болтів, гайок або заклепок. У такому випадку від'єднати зношену кульову від важеля не важко.
Здавалося б, конструкція доведена до досконалості, але з кінця 1990-х інженери поступово почали відмовлятися від неї на користь опори, інтегрованої в важіль підвіски.
Є ДУМКА, ЩО ТАКУ КОНСТРУКЦІЮ ПРОЛОБУВАЛИ МАРКЕТОЛОГИ, ЯКИМ ХОТІЛОСЬ ЗБІЛЬШИТИ ПРИБИЛЬНІСТЬ ПРОДАЖУ ЗАПЧАСТІВ, БО ТЕПЕР ПРИ ЗНОСІЙ КУЛЬОВНІЙ НУЖНЕ РОБОЮ ВИЧАГ У ПОРЯДКУ. АЛЕ НА САМОМ СПРАВІ У ВСЬОГОЦЬОГО Є СУГУБЕ ІНЖЕНЕРНИЙ ЗМІС: ПІДВІСКА З ІНТЕГРОВАНИМИ В ВАЖЕЛІ КУЛЬовими ОПОРАМИ ПРОСТО ЛЕГШЕ РОЗБІРНОЇ.
Існує компромісна конструкція, в якій немає елементів кріплення до важеля, але є елемент фіксації – стопорне кільце. У такому випадку опора просто запресована в важіль (наприклад Zafira C і Jeep Patriot). Щоб її замінити, доведеться використовувати прес або інший силовий спосіб (докладніше про це нижче).
Кріплення до поворотного кулака
Основні типи кріплення до важеля розглянули, тепер звернемо погляди до фіксації кульової опори до поворотного кулака, за умови, що опора на важелі. Тут тільки два варіанти: палець опори може приєднуватися і кріпитися гайкою, яка або шплінтується, або застосовується гайка, що самоконтряться, з внутрішнім стопорним кільцем. Альтернативний варіант кріплення – стяжним болтом, як, наприклад, Hyundai Santa Fe з 2006 року. Останній варіант більш клопіткий, тому що болт на практиці схильний до закисання.
ТАКОЖ ЧАСТО БУВАЄ, ЩО ДЛЯ ТОГО, ЩОБ РОЗТИСТИ КІНЦІ КРОНШТЕЙНА КУЛАКА, В ЯКОМУ ФІКСИРУЄТЬСЯ ПАЛЕЦ ОПОРИ, НЕОБХІДНО ЗАСТОСУВАТИ СПЕЦІАЛЬНИЙ КЛИН, ЯКОГО ЧАСТО. ПРОБЛЕМА МОЖЕ ВИНИКНУТИ ТАМ, ДЕ ЇЇ НЕ ЧЕКАЄШ.
Взяти хоча б Audi A6 С7: тут чудова конструкція передньої підвіски багатоважільного, в якій кульові опори верхніх важелів приєднані до поворотного кулака і зафіксовані одним довгим стяжним болтом, який дуже часто прикипає настільки, що витягти його неможливо.
Ні нагрівання кулака (він з алюмінієвого сплаву), ні охолодження болта, ні навіть докладання п'яти, а то й десяти тонн на гідравлічному пресі не зрушують з місця цей болт і на міліметр. І, як часто буває у такому разі, господар дізнається, що його гаманець спорожнів ще на 400–500доларів – така середня ціна нового поворотний кулак для A6 C7.
У прагненні оптимізувати конструкцію підвіски (не завжди для ремонтопридатності) кульову опору перенесли з важеля на поворотний кулак. У нього опора може запресовуватись (SsangYong Rexton, Mercedes-Benz CLS W219), кріпитися болтами (ВАЗ 2110) або фіксуватися стяжним болтом у кронштейні кулака (Subaru Forester SG). У кожного способу свої переваги та недоліки.
У першому варіанті для заміни кульовий доведеться зняти весь поворотний кулак, а це зрозуміло демонтаж супорта і диска з від'єднанням від верхнього (або верхніх, якщо їх два) і нижнього важелів. Другий і третій варіант набагато простіше, тому що для заміни достатньо від'єднати нижній важіль від кульової опори.
Вони у кульової опори є завжди незалежно від того, що знімається або інтегрована в важіль опора.І вони замінюються! Невелика поблажка від конструкторів та маркетологів. Але після радісної звістки змушений засмутити: як часто ви заглядаєте під автомобіль і дивитеся на пильовики?
Найвідповідальніші – раз на 10-15 тисяч кілометрів при періодичному ТО, а здебільшого автовласники бачили свою машину знизу кілька разів (коли майстер показував зношування підвіски) або не бачили зовсім.
Інші витрати приймаються як очікувані, і куди більший подив викликають "вічні" компоненти, що не вимагають заміни десятиліттями, ніж постійні поломки. Тим дивовижніше українській людині.
Як би там не було, але вчасно виявити потрісканий, але не пошкоджений пильовик ймовірність мала, значить ви звернете на нього увагу тільки якщо йому прийде кінець, а це автоматично заміна кульової опори. Коло замкнулося. Нижче наведено опис того, як може зруйнуватися пильовик і якзамінити кульову опору майже польових умовах з прикладу Jeep Patriot. Чому вирішили замінити? На себе звернув увагу моторошний скрип з боку підвіски при повороті кермового колеса.
Причини та наслідки виходу з ладу кульових опор
Як говорилося вище, опору придумали, як заміну шкворню, але позбувшись його, не позбулися сил, що діють на шарнір. Якщо поставити майже філософське питання: «То чому ж зношуються кульові?», то відповідь складатиметься з трьох основних пунктів (є й четвертий – час – але вона не цікава, бо зрозуміла).
Перший: підвищені ударні навантаження на підвіску при проїзді, наприклад, трамвайними шляхами на непристойній швидкості або звичайна експлуатація автомобіля в незвичайних дорожніх умовах, якими нас не здивуєш. Другий: відсутність мастильного матеріалу там, де він повинен бути (пам'ятаєте про масляни?). І, нарешті, третій: руйнування пильовика опори.
Що стосується конструктивних особливостей підвісок і впливу цього на зношування, то можна сказати наступне: будь-яка кульова опора, як би вона не була встановлена – на важелі або на поворотному кулаку – зношуватиметься завдяки ударам та тертю. І якщо вам хочеться зберегти кошти і нерви, то потрібно частіше заглядати за колесо, а також не кричати про себе «Банзай», побачивши наближення непорозумінь у вигляді вибоїн.
Приклад заміни кульової опори
Спецінструменту не було, але було величезне бажання якнайшвидше вирішити проблему, щоб вирушити в дорогу і приїхати вчасно. Тому машину на витяг, ключі в руки, рукави до ліктів. Насамперед кульові опори. В даному випадку «померли» обидві, але навіть якби спочивала лише одна, заміняти довелося б однаково з обох боків.
Це писане правило для всіх без винятку автомобілів, що відноситься до ремонтуелементів ходової частини та гальмівної системи. Поламалося праворуч, отже, і ліва частина під роздачу (звичайно, з визначенням причини асиметрії в поломці).
Приступаємо. Викручуємо болти кріплення нижнього важеля передньої підвіски до підрамника. Дається нелегко – болти трохи прикипіли. Однак викручуємо їх не повністю, тому що важіль приєднаний ще й до поворотного кулака.
Тому наступним кроком ми викрутили болт кріплення кульової опори важеля. До речі, це не вдалий варіант приєднання з тих способів, що існують. Я вже писав вище, що для випресування опори в цьому випадку потрібно спеціальним клином розтискати кінці кронштейна кулака. У нашому випадку ніякого спецпристосування не було, його роль з гідністю виконали зубило та молоток.
Коли важіль від'єднаний, остаточно викручуємо болти кріплення до підрамника, і вуаля – важіль у добряче замаслених руках професіонала. Для погляду відкрилася жахлива картина - палець в опорі просто бовтався і був поржавілий настільки, наскільки взагалі дозволяв матеріал, з якого він був зроблений. Пильовика не було. У господаря машини з'явилося кілька сивих волосся, оскільки він усвідомив, що будь-якої миті важіль могло просто вирвати, і тоді…
Відправивши хазяїна пити настоянку валеріани, продовжили боротьбу. Механік після огляду важеля зазначив, що сайлентблок теж залишилося недовго. Хоча по завіренню господаря, який повернувся вже спокійним, ці деталі замінювалися відносно недавно і взагалі «бути такого не може!».
Причину роз'яснив профі: щоб зменшити час на ремонт, окремі представники робітничого класу затягують болти кріплення важеля до підрамника на ненавантаженій підвісці. Автомобіль висить на підйомнику, а механік з динамометричним ключем тягне болти кріплення з моментом затягування,зазначеному, наприклад, у посібнику з ремонту. Все начебто правильно, але не зовсім.
Рідко хто читає інструкцію, в якій чорним по білому: "Остаточна затяжка елементів кріплення важеля до підрамника виконується на навантаженій масою підвіски автомобіля". Отже, момент, вказаний заводом-виробником, необхідно прикласти після встановлення автомобіля на поверхню – таким чином сайлентблоки «всідуться», заберуться необхідні для нормальної роботи зазори.
А якщо ні, то вийде так, як вийшло на нашій машині. І хоч негайної заміни сайлентблоки не вимагали, але в сімейному бюджеті власника в найближчому майбутньому мала утворитися дірки.
Повернемось до наших баранів". Кульова опора фіксується в важелі за допомогою тертя та одного стопорного кільця. Отже, знімаємо стопорне кільце, якби був пильовик, то і його, і безжально вибиваємо опору з важеля. За ідеєю, для цієї операції потрібен прес, але справа зроблена, і питань не виникло.
У комплект нової кульової опори входить: власне сама опора, пильовик і стопорне кільце, а також спеціальний мастильний матеріал. Встановлюємо опору в важіль, підбираємо за розміром оправлення та вбиваємо її в важіль до появи вибірки під стопорне кільце над верхньою поверхнею важеля. І для цієї операції дуже потрібен був прес (принаймні, так писали в посібнику з ремонту), проте преса немає, а необхідність термінового ремонту – є.
Неабияк намучившись, встановлюємо стопорне кільце. Наносимо мастильний матеріал з комплекту на палець кульової опори і закладаємо мастило в пильовик. Як виявилося, ніякого стопорного кільця для пильовика немає (в даному варіанті), він просто надівається на корпус опори, і все. Згодом з'ясувалося, що пильовик виконаний як ущільнювальнаманжета – з пружним пояском, може, навіть із пружиною всередині. Сів на опору досить щільно.
Монтуємо важіль на місце. Приєднуємо важіль до підрамника, вкручуємо, але не затягуємо остаточно болти його кріплення. За порадою досвідченого, на різьбову частину болтів бажано нанести трохи нігролу, щоб згодом полегшити їхнє викручування. У новій кульовій опорі палець не бовтається, тому щоб направити його в кронштейн кріплення на поворотному кулаку, доведеться трохи попітніти.
Наш механік, щоб збільшити плече впливу, встановив на палець опори накидний ключ і посунув його в потрібне положення. Кульову опору приєднали, встановили та затягнули стяжний болт. Опустили автомобіль на поверхню та затягнули болти кріплення важеля до підрамника остаточно. Повернулися на десяток – інший рядок вище та повторили всі дії для другого важеля.
Поділитися "Кульові опори: як вони влаштовані і як їх міняти"