Где применяются шаровые опоры?
Основным местом применения шаровых пальцев является соединение поворотного кулака с рычагами подвески автомобиля. Это решение позволяет ступицам управляемых колес менять свое положение в горизонтальной плоскости, оставаясь неподвижными в вертикальной.
Раньше, когда на автомобилях применялась в основном зависимая подвеска, роль поворотных шарниров отводилась шкворням. Они были массивными и требовали постоянного обслуживания: чистки, смазки. Затем шкворни перекочевали на авто с независимой подвеской. Имея большой ресурс, эти узлы могли служить весь период эксплуатации машины. В связи с этим, возникает вопрос: «Какая необходимость была в замене шкворней шаровыми опорами?»
Причина заключалась в том, что кроме того, что шаровые пальцы улучшали управляемость машины, они не требовали обслуживания, в отличие от шкворней. Но расплатой за удобство стала частая замена этих элементов. Фактически они стали расходным материалом.
Кроме этого, существуют шаровые опоры в задней подвеске. Они применяются на автомобилях с независимой рычажной подвеской. Такая конструкция позволяет изменять положение одного колеса на неровной дороге, не меняя положения другого. За счет этого машина остается более устойчивой при движении.
Кроме подвески, эти узлы присутствуют в конструкции рулевой трапеции. Там они выполняют роль подвижных соединений рулевых тяг. Именно они передают усилие от рулевого механизма, изменяя угол поворотного кулака.
Диагностика узла
О необходимости проведения работ по реставрации шаровых опор можно узнать благодаря диагностике. Как только во время движения по неровной дороге слышится скрип и стук от подвески, то узел изношен и его необходимо восстановить. Для точного определения источника этих звуков диагностику лучше проводить вдвоем — один человек заходит в смотровую яму и кладет руку на шаровую опору, а второй начинает раскачивать автомобиль.
Если звук ощущается рукой, то опору необходимо снять и проверить на наличие люфта в шарнирном соединении, закрепив ее в тисках. Следует помнить, что палец не должен двигаться под воздействием легких усилий, но при этом он не должен и закусываться. Также рекомендуется провести аналогичную проверку в следующих ситуациях:
- При повороте рулевого колеса слышен скрип.
- Во время движения по прямой наблюдается самопроизвольное виляние машины.
- Для поворота руля приходится прикладывать достаточно большое усилие.
Устройство
На заре своего появления шаровая опора была разборной и представляла собой шарнир, помещенный в стальной бокс. Диаметр шарового пальца составлял от 7 до 25 мм. Снизу шарнир поджимался пружинами, а корпус имел возможность замены смазки во время технического обслуживания. С внедрением полимеров в автомобильной промышленности внутренние пружины были заменены упругими капроновыми вставками, внутри которых вращался шарнир. Чтобы сделать опору необслуживаемой, ее корпус сделали неразборным, а смазка стала набиваться при установке под резиновый чехол.
К настоящему времени почти все шаровые опоры на легковых автомобилях перешли в разряд необслуживаемых. То есть они не нуждаются в замене смазки в течение срока эксплуатации.
Шаровая опора в подвеске автомобиля
Палец шаровой опоры жестко закреплен на рычаге подвески. Есть несколько типов крепежа:
- Опора, прикрученная с помощью трех болтов или заклепок. Эта разновидность лояльна по отношению к автомобилистам. Ее можно легко заменить, не прибегая к методу прессования.
- Опора, интегрированная в рычаг. Этот вариант требует либо замены рычага в сборе, либо замены опоры с последующим прессованием.
Также бывает разновидность крепления опоры в рычаге при помощи стопорного кольца. Это вариант является компромиссным между первыми двумя.
Есть мнение, что неразъемный вариант является маркетинговым ходом автомобильных компаний. Поскольку шаровой палец является расходным материалом, то меняя его, приходится менять и рычаг подвески, а заодно и сайлентблоки.
Нередко умельцы в целях экономии средств, меняя палец в неразборном соединении, приваривают корпус шаровой опоры к рычагу подвески для жесткости. Делать этого ни в коем случае нельзя по двум причинам. Во-первых, сварка не выдерживает динамические нагрузки, возникающие при движении по неровностям, во-вторых, при сваривании деталей возникает огромная температура, расплавляющая пластик внутри детали, а также изменяющая свойства смазки. Деталь после подобной фиксации работать долго не будет.
Диагностирование опоры
Можно выделить два способа проверки – визуальный и механический. В первом случае достаточно только осмотра. В его процессе выявляете на пыльнике трещины, дырки, оцениваете состояние. Если имеются повреждения, то необходимо провести замену резинового пыльника. Более полную информацию о состоянии подвески сможет дать лишь диагностирование механическим путем. Для этого придется использовать яму, подъемник или эстакаду. Сначала попробуйте руками подергать колесо, взяв его за верхнюю и нижнюю часть. Для более точного диагноза потребуется помощь монтировки – устанавливаете ее между ступицей и рычагом подвески. Если люфт есть, вы его сразу же почувствуете.
Последствия выхода из строя шаровой опоры, особенно на скорости, могут быть весьма плачевными
Можно с пальца шаровой опоры извлечь ступицу и проверить люфт. Если проблемы есть, то палец будет легко вращаться вокруг своей оси и из стороны в сторону. В таком случае лучше всего провести замену, причем не вздумайте на новой детали использовать старые пыльники. Замена и проверка шаровой опоры проста, трудностей не должно возникнуть ни у кого. Но если вы ни разу не сталкивались с подобной процедурой, то лучше в первый раз посетите СТО или попросите опытного знакомого помочь. Внимательно посмотрите, как проделывается эта работа, какие инструменты и приспособления необходимо использовать. А вот в следующий раз можно будет заняться этим делом и самостоятельно.
Способы крепления
Количество шаровых опор в подвеске зависит от ее конструкции. Наиболее часто встречающаяся подвеска «Макферсон» имеет одну опору со стороны каждого колеса. Тогда как двухрычажная подвеска включает в себя верхний и нижний шаровые пальцы. Это связано с тем, что в подвеске «Макферсон» функцию верхней шаровой берет на себя опорный подшипник стойки.
Крепление опоры к поворотному кулаку осуществляется при помощи гайки с пластиковыми вставками, препятствующими отворачиванию, либо гайкой со шплинтом. Есть более редкий вариант крепления, применяющийся в основном на автомобилях бизнес-класса, например, Audi A6. Здесь опора крепится при помощи зажимных болтов. Такое крепление обеспечивает более надежное соединение, но вместе с тем создает проблемы при демонтаже. Этот болт часто закисает настолько, что снять его не представляется возможным. Даже при помощи выпрессовки. Поэтому кроме опоры приходится менять поворотный кулак.
Палец в рулевом управлении
Рулевое управление к шаровому пальцу предъявляет другие требования, нежели подвеска. Если в последней этот элемент служит опорой и несет на себе вес автомобиля, то в рулевой трапеции он просто передает усилие, меняющее угол поворотных колес. Поэтому он выполнен в меньших размерах и имеет другую конструкцию.
Со стороны пальца эта деталь крепится в сошке поворотного кулака или в сошке колесных стоек (в случае подвески «Макферсон»), а корпус при помощи резьбового соединения фиксируется к рулевой тяге. Сам корпус имеет вытянутую форму с длинной резьбовой частью. Эта резьба служит не только для фиксации, но и для регулировки схождения управляемых колес. Поэтому после замены шаровых пальцев рулевых тяг необходимо делать развал-схождение.
По типу конструкции рулевые наконечники могут различаться. Сам шаровой палец рулевой тяги располагается внутри либо цельного пластикового вкладыша, либо внутри разъемного металлического. Внутри наконечника между вкладышем и корпусом находится стальная пружина, обеспечивающая плотное прилегание вкладыша к пальцу по мере износа.
Защита при помощи пыльников
Во время работы шаровые пальцы постоянно подвергаются воздействию окружающей среды. Чтобы защитить деталь от грязи и пыли, а также сохранить смазку на поверхности шарнира, шаровая закрывается резиновым пыльником, который фиксируется при помощи стальных колец.
В процессе эксплуатации пыльники могут повредиться. Это приведет к неизбежному выходу из строя деталей. Поэтому во время каждого технического обслуживания необходимо осматривать резиновые пыльники. Растрескивание также недопустимо.
Причины неисправности
Причин, по которым шаровые опоры выходят из строя, несколько:
- Ударные нагрузки, связанные с неровностью дороги.
- Незамеченный вовремя порванный пыльник. Вследствие этого на трущиеся поверхности попадает грязь, являющаяся абразивом.
- Некачественные детали. Использование некачественных аналогов приводит к быстрому выходу из строя не только шаровых опор, но и подвески в целом.
Узнать о том, что пора менять шаровые опоры или рулевые наконечники, можно по биению колес. Проезжая через такое препятствие, как трамвайные пути, можно услышать характерные стуки, издаваемые шаровыми опорами, рулевыми наконечниками и сайлентблоками рычагов подвески. Чтобы уточнить, что именно вызывает стук, нужно вывесить управляемые колеса и покачать их из стороны в сторону. Если появляется люфт при покачивании в вертикальной плоскости, то изношены шаровые опоры, если люфт появляется в горизонтальной плоскости, значит, износ в рулевых наконечниках. К сожалению, этот люфт можно устранить лишь заменой деталей.
Ремонтные работы
Сразу следует отметить, что после завершения ремонта шаровая опора не восстановится полностью и срок ее службы будет меньше. Однако если все было сделано правильно, то можно не переживать за безопасность эксплуатации узла. Существует несколько способов восстановления работоспособности шаровой. В домашних условиях чаще всего используется две технологии:
- Ремонт шаровых опор полимером по технологии SJR.
- Разборная — из неразборного корпус переделывается в разборный, после чего проводится шлифовка шаровой поверхности пальца и меняются вкладыши.
С помощью полимера
Суть этого метода состоит в нагнетании разогретого полимерного материала в корпус. При этом опору не требуется разбирать, но необходимо изготовить экструдер. Стоит отметить основные преимущества этого метода:
- Так как конструкция корпуса не разрушается, обеспечивается высокая надежность заводского соединения.
- Полимер заполняет все пустоты и места выработки, ставшие причиной выхода опоры из строя.
- Когда материал застывает, он образует цельный вкладыш, характеристики которого как минимум не уступают заводской детали, а порой и превосходят их.
- Полимер содержит в своем составе специальные ингредиенты, обеспечивающие качественную сухую смазку пальца.
- Достигается высокая прочность при ударных нагрузках.
Для применения этой технологии в нижней части корпуса следует просверлить отверстие, диаметр которого выбирается в соответствии с используемым экструдером. Необходимо тщательно очистить зазор между вкладышами и шаровой поверхностью пальца от грязи, а также продуть узел воздухом для удаления стружки и песчинок.
Полимер нагнетается в корпус с помощью экструдера через заранее просверленное отверстие. Как только пластмассовый состав застынет, ремонтные работы можно считать завершенными. Единственным недостатком этой технологии является отсутствие возможности проверить геометрию сферической поверхности пальца.
Разборный метод
После того как опора будет снята, необходимо разобрать корпус. Для этого потребуется высверлить в одной половине все точки сварки, разделив после этого деталь на две части с помощью молотка и зубила. Затем стачиваются развальцованные края и наносится удар по торцу пальца, чтобы отделить дно корпуса. После измерения внутреннего и наружного диаметров корпуса изготавливается кольцо с аналогичными размерами и внутренней резьбой, а также пробка, которая вворачивается в эту деталь. Высота кольца должна составлять порядка 10 см.
После этого в корпус помещается новый вкладыш и отреставрированный палец. Соединив две части корпуса, их следует прихватить сваркой
При этом необходимо проявить осторожность, чтобы избежать перегрева вкладыша
Демонтаж опоры в подвеске
В зависимости от конструктивных особенностей автомобиля демонтаж пальца шаровой опоры происходит в разной последовательности. Однако принцип используется один.
Рассмотрим замену этой детали на примере машины с подвеской «Макферсон». Замена здесь более простая, чем на двухрычажной подвеске, потому что на одно колесо приходится только одна опора. Последовательность действий:
- Вывесить машину на подъемнике. Если его нет, то поднять на домкрате автомобиль с одной стороны, после чего вывесить его на козлах, предварительно установив противооткатные упоры и стояночный тормоз.
- Выкрутить гайку, фиксирующую опору в рычаге. Если вместо гайки шаровая зафиксирована зажимным болтом, то выкрутить его. Зажимные болты часто прикипают, поэтому перед тем, как вынуть, его нужно обработать проникающей смазкой. Случается, что этот метод также не помогает, тогда остается нагрев болта при помощи газовой горелки.
- Отсоединить нижний рычаг подвески от подрамника. Этот этап выполняется в случае, если шаровая опора идет как единое целое с рычагом.
В случае фиксации опоры при помощи зажимного болта, посадочное место пальца разжимается клином. Если нет в наличии подходящего клина, его можно заменить слесарным зубилом.
При варианте, когда палец затягивается при помощи гайки, шаровая опора снимается при помощи съемника.
Он устанавливается одной стороной между пыльником и отверстием, в которое входит шаровой палец, а другой стороной упирается в сам палец. Затем, при заворачивании болта съемника, создается усилие, выталкивающее палец из посадочного отверстия поворотного кулака.
Что делать, если поломка произошла в дороге?
Бывают случаи, когда шаровой палец нужно поменять в дороге, а съемника нет. Как быть в этом случае? Вместо съемника нужно использовать монтировку и тяжелый молоток. После отворачивания фиксирующей гайки нужно вставить монтировку между поворотным кулаком и нижним рычагом. Усилие нужно прикладывать в направлении выталкивания шаровой опоры. Одновременно с этим нужно постукивать молотком по той части поворотного кулака, в которой фиксируется шаровая опора.
Этот метод часто использовался при замене шаровых пальцев ВАЗ-2101 — ВАЗ-2107, которые нередко ломались в дороге.
Замена шаровой опоры ВАЗ 2107 своими руками
Школа авторемонта Статьи, советы и рекомендации по ремонту и обслуживанию автомобилей своими руками
1. Первым делом, разумеется, необходимо снять колесо.
2. Далее, используя щетку по металлу, очистите крепления шаровых опор.
3. Обработайте все соединения, которые будете откручивать (как показано на фото), используя проникающую жидкость для резьбовых соединений WD-40 или аналогичную.
4. Возьмите ключ на «22» и открутите гайки верхней и нижней шаровых опор примерно на полтора-два оборота.
5. Теперь установите специальный съемник для шаровых опор.
6. Как правило, за один прием, получается вытянуть сразу две шаровых опоры: первой «отстреливает» верхняя, а потом нижняя. Если по каким-то причинам шаровая не поддается и остается на месте, то используя стальную выколотку и молоток, можно помочь ей выйти. Удары наносить необходимо по выступу, который на поворотном кулаке.
7. Когда шаровые опоры ВАЗ 2107 удалось выпрессовать — открутите крепежную гайку верхней шаровой и достаньте шаровую опору из кулака.
8. Если палец прокручивается — зажмите рычаг, используя монтажку.
9. Открутите крепление шаровой опоры к верхнему рычагу.
10. Теперь можете снять шаровую.
11. Далее нужно аккуратно очистить посадочное место шаровой опоры на рычаге, при этом внимательно приглядитесь к рычагу, нет ли на нем каких-либо повреждений или трещин.
12. Снимите уплотнительную шайбу со старой шаровой опоры и установите ее на новую шаровую.
13. Перед тем как установить шаровую опору, ее необходимо тщательно смазать, для этого используйте смазку ШРБ-4, «Литол-24».
14. Установите пыльник вместе с шайбой.
15. Теперь можно закручивать шаровую к рычагу. Установите шаровую в кулак и затяните гайку.
16. Открутите гайку нижней шаровой, почти всегда палец начинает прокручиваться, чтобы избежать этого, установите монтажку между кулаком и тормозным щитом, затем сделайте боковой натяг в соединении пальца и кулака.
17. Если не помогло — установите в зазор между нижним рычагом и кулаком разводной ключ и с его помощью удерживайте палец от прокручивания.
18. Гайка откручена, можно поднимать кулак наверх. В разрез между верхней частью кулака и нижним рычагом установите ключ на «22», это сделает дальнейшую работу более удобной.
19. Открутите шаровую опору ВАЗ 2107 от рычага.
20. Опять-таки внимательно осмотрите рычаг и посадочное место, затем очистите последнее от ржавчины и грязи.
21. Возьмите новую шаровую опору и проверьте наличие смазки в нижней части. Для этого используйте ключ на «7», открутите им заглушку.
22. Если смазки не оказалось, наполните шаровую смазкой, используя медицинский шприц без иглы.
23. Установите шаровую опору на место снизу рычага и прикрутите ее к кулаку.
Вот и все! Новые шаровые опоры успешно установлены, следовательно можно сделать вывод, что самостоятельная замена шарововых опор — прошла успешно! Всего вам доброго, дерзайте и у вас непременно все получится!
Обратная сборка
Если замена шарового пальца происходит при помощи трех болтов, которыми он фиксируется в рычаге, то обратная сборка не составляет труда. Выполняются все те же действия, только в обратной последовательности. Также деталь несложно поменять, если она зафиксирована при помощи стопорного кольца. В этом случае пружинистое кольцо разжимается, извлекается старая деталь и устанавливается новая.
В случае если шаровая опора запрессована в посадочное место, лучше заменить весь рычаг. Причина заключается в следующем. Даже если удастся запрессовать новую опору в рычаг, посадочное отверстие будет иметь больший размер, чем при первоначальной установке. Поэтому надежность фиксации будет меньшей. Насколько фиксация будет слабее, никто не знает. Поэтому лучше не рисковать и поставить новый рычаг с опорой в сборе.
Замена
Как и было сказано выше, процесс замены не так уж сложен. Можно спокойно заменить шаровую опору самому. Начать нужно со следующих действий:
- поднимаем автомобиль так, чтобы можно было подвесить нужное колесо (операция проводится при помощи домкрата и подкладываемого упора);
- снимаем колесо;
- берём ключ на 22 и откручиваем гайку пальца верхней шаровой опоры.
Идём дальше, но теперь нам понадобится специальный съёмник шаровых опор:
С его помощью нужно выпрессовать палец шаровой опоры. Но если нет возможности найти такой съёмник, можно также воспользоваться «дедовским» способом. Но это очень трудный процесс и к тому же занимает много времени. Этот способ заключается в том, что необходимо наносить сильные удары по проушине поворотного кулака молотком, одновременно отжимая верхний рычаг монтировкой.
Продолжаем демонтаж шаровой:
- откручиваем три гайки с болтами, которые фиксируют шаровую опору (для этого воспользуемся двумя ключами на 13);
- находим прижимную пластинку, которая бывает расположена сверху пыльника (вот как она выглядит);
её нужно будет снять.
Необходимо помнить о том, что открутить самоконтрящуюся гайку пальца шаровой опоры до конца обычным способом не удастся. Она упирается в рычаг поворотного кулака. Поэтому следует делать это в два приёма. Сначала нужно открутить её ключом на 22, а затем установить съёмник и выпрессовать палец. После этого можно будет полностью открутить гайку, поднимая поворотный кулак.
Продолжаем процесс замены:
- находим гайки, которые фиксируют шаровую к нижнему рычагу (опора крепится в таком случае без прижимной пластины);
- откручиваем их ключами на 13;
- снимаем шаровую опору.
Прежде чем заменить её новой деталью, необходимо обязательно провести смазку. Можно дополнительно капнуть немного нигрола внутрь новой шаровой опоры. Также рекомендуется смазать и пыльники. Хотя не следует забивать маслом пыльник полностью. Это может привести к повреждению резины.
На видео — замена шаровых опор Рено Логан:
Процесс установки новой шаровой опоры проводится в обратной последовательности. Нужно помнить и о том, что палец шаровой опоры в процессе закручивания проворачивается. Во избежание этого следует подпереть опору монтировкой.
