Шаровые опоры: нейлон против масленок

Постепенно вытеснив шкворневую систему, шаровые опоры стали сегодня безальтернативным элементом конструкции подвески любого автомобиля. Попробуем разобраться в специфике этой простой и одновременно сложной детали.

Немного теории

Назначение шаровых опор — обеспечение подвижности управляемых колес автомобиля в горизонтальной плоскости при полном сохранении их вертикального положения. Проще говоря — это «сустав», позволяющий колесам поворачиваться при рулении. Принципиальная конструкция детали достаточно проста и состоит из двух основных элементов: металлического «пальца» с шарообразным оконечником и корпуса с соответствующей сферической полостью.

Устанавливаются шаровые опоры как промежуточные звенья между поворотным кулаком и рычагами подвески. В многорычажных подвесках ставят по две шаровых опоры на каждый поворотный кулак — на верхней и нижней точке сочленения, а на системах со стойкой «Макферсон» используют всего одну опору на нижней точке. Как правило, резьбовая часть пальца шаровой опоры фиксируется в поворотном кулаке, а корпус крепится к рычагу. (Реже применяется обратный вариант, такой как, например, у автомобилей ВАЗ семейства «Самара», где корпус шаровой закрепляется на кулаке, а резьбовая часть пальца шаровой — на нижнем рычаге.)

По способам крепления шаровых опор к рычагам существует четыре разновидности. Прежде всего, это самое распространенное до недавних пор крепление на болтовых соединениях. Среди владельцев подержанных машин это самый любимый и желанный вариант, позволяющий поменять шаровую отдельно. Труднее будет ремонт в том случае, если шаровая опора закреплена на рычаге заклепками. Еще труднее, когда шаровая запрессована в рычаг — тут многие производители вообще не допускают извлечения шарнира, предлагая только замену вместе с рычагом. И как апофеоз неремонтопригодности выступает конструкция, где корпус шаровой интегрирован в рычаг, составляя с ним фактически единое целое и извлечь его невозможно.

Шаровая опора с болтовым креплением (слева) и опоры интегрированные в рычаг.

Стоит заметить, что системы с несьемной шаровой опорой сейчас получают все большее распространение, особенно у японских и корейских машин. Автопроизводители считают их более технологичными, а ремонтопригодность и возможность отдельной замены уже отступает на второй план. И здесь особая ответственность ложится непосредственно на сам узел — шаровую опору.

Путем прогресса

При всей принципиальной простоте, конструкция шаровой опоры имеет свои особенности и нюансы, которые прямо влияют на ее характеристики. Не случайно, с момента своего появления в конце 40-х годов, этот узел претерпел множество изменений и доработок, став к настоящему времени высокотехнологичной деталью.

Разработка шаровых опор - сложный наукоемкий процесс.

Первые шаровые опоры представляли собой конструкцию с полусферической опорной частью. Вскоре от нее отказались, сделав оконечник пальца в виде шара (отсюда и название) — так с 50-х годов прошлого века появилась уже близкая к современной конструкция шаровой опоры. Это был (за исключением пыльника) полностью металлический узел , в котором уплотнение пальца в корпусе осуществлялось посредством пружинного подпора, а подвижность обеспечивалась за счет смазки, заправляемой через специальный клапан— т.н. «масленку». В плане требований по обслуживанию такая шаровая оказывалась близка к шкворню, также нуждаясь в периодическом смазывании и немногим выигрывая лишь в легкости поворачивания.

Технологии материалов развивались бурно, и от смазывания шаровых опор конструкторы отказались, начав с 60-х годов использовать полимерные «вкладыши» между корпусом и пальцем в сочетании с перманентной смазкой, которая единожды закладывалась при изготовлении детали на заводе на весь срок службы. А еще через двадцать лет из конструкции шаровой исчез пружинный подпор, утратив свою необходимость. Прогресс в сфере промышленного оборудования дал возможность производителям изготавливать пару корпус-палец с высокой точностью, а на смену пластикам «вкладышей» прошлых лет пришли новые материалы — родственники нейлона, способные дольше сохранять свои свойства и заданные характеристики детали.

Шаровые опоры в разрезе: слева — устаревшая полностью металлическая конструкция с пружинным подпором и ниппелем для смазки, справа — современная деталь со вкладкой из инженерного пластика на основе нейлона.

Претерпели изменения и другие элементы конструкции. Так, на смену применявшимся прежде пыльникам с фиксацией проволочным кольцом пришли «интегрированные» пыльники, которые неотделимы от корпуса шарнира. Они обеспечивают гораздо лучшую защиту узла от попадания влаги и пыли, вызывающих коррозию, но в случае их повреждения замене не подлежат — только вместе с шаровой.

По старинке

Однако, несмотря на все прогрессивные технологии, старые конструкции с пружинным подпором и «масленкой» все еще в ходу — такие шаровые предлагаются на рынке запчастей для ремонта как для отечественных автомобилей, так и для иномарок. При этом одновременно с ними предлагаются и современные необслуживаемые шаровые. Но многие потребители отдают предпочтение «старым и проверенным». Почему?

Необслуживаемые опоры с пластиковыми вкладышами появились еще на советских автомобилях ВАЗ и АЗЛК, но в эпоху дефицита эту (как и остальные) запчасть было не достать. Народ ухитрялся как мог, встраивая в шаровые «масленки» и закачивая в них «солидол». Нечто подобное наблюдается и теперь — наши автомобилисты еще верят в то, что обслуживаемый узел при должном внимании будет служить дольше необслуживаемого. Причем доходит даже до «советских истоков» — в современные шаровые опоры с перманентной смазкой некоторые наши умельцы также встраивают «масленки» и закачивают туда консистентную смазку, искренне считая, что это очень полезно и продлевает срок службы детали.

Между тем смазка, которую закладывают в шаровые на заводе, используется специальная, она совсем другая, нежели купленная в автомагазине и заправленная в гаражных условиях. Пользы от такой самодеятельности, как утверждают инженеры, не будет никакой. Об этом говорили и пытались объяснить автолюбителям еще в советские годы, но, как видно, не совсем успешно.

Немалую роль играет сложившееся у нас (и вполне оправданное) недоверие к пластикам, и убежденность в том, что металл с хорошей и регулярной смазкой будет гораздо надежнее и долговечнее. При этом никого не смущает, например, покрытие «тефлон» на кухонных сковородках, который является «родственником» воска. Также и пластмассы в привычном понимании этого слова в современных шаровых опорах нет. В деталях выпускаемых мировыми производителями используются особые полимеры, специально разработанные с учетом работы этого узла.

И снова о технике

Одними из главных физических параметров шаровой опоры являются крутящий момент и величина зазора между корпусом и пальцем. Первый определяет легкость поворачивания элементов узла относительно друг друга, и чем он меньше — тем лучше. Тем меньше сила трения элементов детали, ведущая к ее износу и выходу из строя. (Также меньшее усилие потребуется для поворота рулевого колеса, хотя при наличии гидроусилителей этот показатель нивелируется. Но ГУР не облегчает работу других элементов подвески — в первую очередь рулевых тяг и наконечников, которые получают на себя излишнюю нагрузку.)

Динамика изменения крутящего момента (усилия поворачивания) и зазора (определяет ресурс) между корпусом и пальцем шаровой опоры (испытания NEO CTR). На графиках видно, как с увеличением «пробега» у цельнометаллической опоры быстро уменьшается высокий момент и растет зазор, а у детали со вставкой из инженерного пластика при изначально меньшем моменте зазор остается неизменным.

Работа сил трения ведет к увеличению зазора между пальцем и корпусом, который при достижении критической величины и делает шаровую непригодной для дальнейшего использования — деталь нужно будет менять. Именно увеличившийся зазор создает тот характерный стук в подвеске при движении по неровной дороге, сообщая о том, что нужен ремонт. Последствия езды со стучащими шаровыми могут оказаться непредсказуемы, поскольку в случае разъединения шарнира у подвески отделяется весь ступичный узел колеса с поворотным кулаком и автомобиль ложится на днище.

Как показывают испытания, проведенные компанией NEO CTR, современные шаровые опоры, изготовленные с применением инженерного пластика на основе нейлона, сохраняют установленный зазор между пальцем и корпусом в течение более чем 500 000 циклов «поворачивания». При этом в устаревших металлических шаровых с «масленкой» в тех же условиях зазор увеличивается в четыре раза, достигая критической величины.

Но это еще в идеальных условиях стендовых испытаний, где нет других нагрузок. В реальной же эксплуатации, шаровые опоры подвергаются воздействия множества других разнонаправленных сил: «ударным» нагрузкам при проезде неровностей, «разрывным» при попадании колесом на яму в повороте и их всевозможным комбинациям. Ответственные производители всегда тестируют все свои изделия на «вырывание», «изгибание» и «удар», стремясь добиться наилучших показателей.

Стенд для ресурсных испытаний шаровых опор на производстве NEO CTR. Деталь проходит 500 000 циклов "поворачивания".

Свою роль в ходимости шаровых опор влияет конструкция подвески в целом, которая может быть как очень удачной в плане нагруженности этого узла, так и не вполне. Сильно сказывается манера езды самого владельца и состояние дорог, по которым он передвигается. Например, срок службы современной шаровой опоры с «нейлоновым» седлом и инженерным пластиком для одной и той же модели автомобиля может составлять как 30 000 км пробега, так и более 80 000 км.

Каков итог?

У первых автомобилей свечи зажигания были разборными: в них можно (а порой и нужно) было отделить и заменить изолятор, почистить или поменять электроды. Надо было регулярно смазывать ступичные подшипники. Но вскоре свеча стала изготавливаться как цельный элемент и о разборных конструкциях тут уже никто не помнит и не мечтает. Ступичные подшипники ходят со вложенной на заводе смазкой и не требуют ухода. Подобный путь сейчас проделывают многие элементы автомобиля, и шаровая опора здесь не стала исключением. Из разборного и нуждающегося в периодическом обслуживании узла, шаровая опора превращается в высокотехнологичный компонент — надежный, необслуживаемый и неремонтируемый.

Как самостоятельно поменять шаровые опоры

Шаровая опора — это важнейшая деталь подвески автомобиля. Она представляет собой узел, который соединяет рычаг подвески с поворотным кулаком, чем обеспечивает возможность поворота колесной пары.

Конструкция шаровой опоры формой напоминает гриб, ее основными элементами являются цилиндрической корпус, палец со сферической головкой, прижимная шайба, полимерный вкладыш, пыльник и стопорные кольца. Корпус чаще всего изготавливается из прочного кованого металла.

Когда нужно менять

Осуществлять замену шаровой опоры рекомендуется каждые 100 000 километров пробега автомобиля. Однако срок службы также зависит от условий эксплуатации: при регулярной езде по бездорожью или агрессивном стиле езды менять шаровую опору придется чаще.

Ресурс шаровой опоры зависит и от качества смазки, которая заливается внутрь корпуса, как и от защищенности всего механизма от проникновения пыли и влаги. За это отвечает пыльник: при его повреждении внутрь корпуса проникают мелкие абразивные частицы, стирающие поверхность шара, который для корректной работы должен быть идеально гладким.

Данная деталь не стоит дорого, и чаще всего заменить ее довольно просто, поэтому не стоит откладывать проведение работ по замене и дожидаться, пока шаровая опора выйдет из строя. Конечно, никто не застрахован от неожиданной поломки. Чтобы без промедления выявить и исправить ее, нужно знать, что может говорить о неисправности шаровой опоры.

Признаки неисправности

• Нехарактерные звуки

  Если по время поездки при любых манипуляциях с рулевым колесом слышны стуки, это говорит о том, что шаровая опора повреждена. Чтобы понять, с какой стороны находится вышедшая из строя деталь, прислушайтесь, где звуки громче и интенсивнее — именно с этой стороны и требуется заменить деталь;



• Возникновение затруднений и скрипов при проворачивании рулевого колеса




• Неравномерный износ шин




• Изменение траектории езды, при которой автомобиль слегка уводит в сторону

  Проверить состояние опоры можно, если снять блокировку руля и начать резкими непродолжительными движениями качать колесо в разные стороны. Двигатель при этом должен быть выключен. Появление нехарактерных звуков во время такой проверки говорит о существенных повреждениях и неисправности опоры.

Как выбрать

При выборе стоит учитывать, что верхние шаровые опоры нельзя устанавливать вместо нижних и наоборот, так как они имеют конструктивные отличия и рассчитаны на разные нагрузки. Удобно приобретать их комплектом, но можно и искать их по отдельности. При поиске можно опираться на:

• Параметры вашего автомобиля

  Такие как марка, модель, год выпуска и параметры двигателя;




• Каталожный номер искомой запчасти

  Обычно гравируется на корпусе опоры;




• VIN-код

  Этот простой способ обеспечивает надежный результат.

Положительными отзывами у автомобилистов обладает продукция таких брендов, как Lemfoerder (Германия), CTR (Южная Корея), 555 (Япония), Delphi (США), NK (Дания), ABS (Нидерланды).

Подготовка к замене

Замену с использованием специального съемника шаровых опор удобнее приводить, разместив автомобиль на подъемнике. Приобретение подъемника может стать весьма выгодным вложением и если вы задумываетесь об этом, обратите внимание на электрогидравлический четырехстоечный подъемник ОМА1522/522 от СТАНКОИМПОРТ. Если же у вас нет возможности воспользоваться подъемником, авторемонтные работы можно провести при наличии в гараже смотровой ямы. В этом случае нужно установить под каждое колесо автомобиля противооткатные клинья, а также включить вторую передачу и затянуть ручник.

Также можно осуществить замену без съемника шаровых опор на участке с плотным покрытием при помощи домкратов. Однако при использовании домкратов тактика замены и инструментарий будут отличаться. Оба варианта проведения работ подробно описаны далее.

Какие инструменты и принадлежности понадобятся для замены

Для замены с использованием специального съемника при помощи подъемника или в гараже с ямой вам понадобятся:

• Рожковые ключи

• Накидные ключи

• Разводной ключ

• Медицинский шприц

• Щетка по металлу

• Съемник шаровых опор

• Специальная смазка для шаровых опор

• Проникающая жидкость WD-40

---

Если вы хотите заменить шаровые опоры без специального съемника, используя домкраты, подготовьте:

Как менять

При использовании съемника шаровых опор, на подъемнике или в гараже со смотровой ямой:

• Снимите колесо;

• Зачистите крепления щеткой по металлу и обработайте их проникающей жидкостью WD-40;

• С помощью ключа ослабьте гайки опор приблизительно на два оборота.

  Качественные разводные ключи от брендов HANS и СТАНКОИМПОРТ. Также на сайте большой выбор накидных ключей.

• Установите специальный съемник, благодаря которому можно демонтировать поочередно верхнюю и нижнюю опоры за один прием. Подойдет съемник шаровых опор от СТАНКОИМПОРТ;

• Если это сделать затруднительно, приложите дополнительное усилие с помощью молотка и выколотки;

• После выпрессовки опор снимите крепежные элементы и зажмите рычаги, чтобы палец опоры не прокручивался, уделив при этом особое внимание нижнему элементу;

• Демонтируйте опору и очистите место ее посадки на рычаге;

• Снимите со старой опоры уплотнительную шайбу и установите ее на новую деталь;

• Установите новую шаровую опору, предварительно смазав ее. Предпочтительно использовать смазку Литол-24 или ШРБ-4;

• Установите все снятые элементы обратно на их места и затяните гайки.

---

Проводя замену без специального съемника при помощи домкратов, следуйте следующей инструкции:

• Поднимите автомобиль с помощью домкратов и зафиксируйте его в неподвижном состоянии. Рекомендуем подкатной гидравлический домкрат на 2 тонны от СТАНКОИМПОРТ;

• Установите под колеса противооткатные упоры или кирпичи. 

• Демонтируйте колеса со стороны поврежденной шаровой опоры;

• Обработайте палец опоры средством против ржавчины;

• Снимите гайку с пальца при помощи рожкового ключа;

• Ломом или монтировкой надавите на рычаг подвески. Прекрасно справится с авторемонтными работами монтировка на 910 миллиметров от СТАНКОИМПОРТ: ;

• Выбейте шаровую опору, резко ударив молотком по соединению с рычагом. Подобрать подходящий вы можете в нашем магазине;

• Отведите поворотный кулак и снимите соединительные болты;

• Демонтируйте старую деталь и очистите и смажьте место ее посадки на рычаге;

• Установите новую шаровую опору, выполнив вышеописанные действия в обратном порядке.

Видео с канала «Masuma — запчасти для иномарок»

Замена и верхней, и нижней опор проводится по одному алгоритму. Однако во время замены нижней шаровой опоры при выкручивании крепежной гайки может начать прокручиваться палец. В таком случае рекомендуется вставить между кулаком и тормозным щитом монтировку.

В завершение проверьте наличие смазки. Для этого снимите заглушку опоры ключом. При необходимости пополните или замените ее при помощи обычного медицинского шприца без иглы.

Однажды выполнив замену шаровой опоры самостоятельно, вы поймете, что это вовсе не сложно и освоите действительно полезный для автомобилиста навык!

Все о шаровых опорах | Запчасти MOOG

Шаровые опоры и независимая передняя подвеска

Шаровые опоры являются компонентом передней подвески автомобиля. Передняя подвеска представляет собой сложный узел звеньев, шарниров, втулок и подшипников, который позволяет вашим передним колесам двигаться вверх и вниз независимо друг от друга и одновременно поворачивать влево или вправо. Шаровые шарниры обеспечивают движение подвески, что увеличивает контакт шины с дорогой, обеспечивая оптимальный контроль над автомобилем и износ шин.

Что делают шаровые опоры?

Шаровые шарниры являются важным компонентом передней подвески, соединяющим различные звенья и позволяющим им двигаться. Шаровые суставы состоят из шара и гнезда, аналогичного тазобедренному суставу человеческого тела. Шаровые шарниры передней подвески обеспечивают поворотное движение между поворотными кулаками и рычагами управления, что обеспечивает безопасную и плавную езду и позволяет точно управлять автомобилем.

Какие части типичного шарового шарнира ?

Шаровые шарниры состоят из металлического корпуса и шпильки, которая может качаться и вращаться внутри корпуса. Подшипники внутри корпуса размещены между шаровым пальцем и корпусом, чтобы уменьшить износ и трение. Гнездо заполнено смазкой, чтобы обеспечить смазку, предотвратить попадание мусора и воды в гнездо и обеспечить бесшумную работу. Резиновый чехол, расположенный в отверстии соединения, защищает от попадания мусора и смазки. Наконец, узел закрывается с помощью запрессованной накладки MOOG®.

Многие шаровые опоры оригинального оборудования выполнены в виде герметичных узлов. Если защитный чехол выйдет из строя, вода и дорожный мусор быстро приведут к износу и выходу из строя шаровой опоры. В некоторых шаровых шарнирах вторичного рынка используется улучшенная смазываемая конструкция, которая позволяет смазке вымывать загрязняющие вещества и продлевать срок службы шарниров.

Какие существуют типы шаровых опор?

В вашем автомобиле вы найдете два разных типа шаровых опор — верхние шаровые опоры и нижние шаровые опоры. Хотя каждый из этих шаровых шарниров выполняет разные функции, оба работают вместе, обеспечивая надежность и отзывчивость рулевого управления.

Верхние шаровые шарниры

Верхние шаровые шарниры, предназначенные для поддержания соосности и поглощения радиальных нагрузок, таких как силы поворота, обеспечивают правильное вращение поворотного кулака. Верхние шаровые опоры имеют толкательную конструкцию.

Нижние шаровые шарниры

В зависимости от конструкции подвески нижние шаровые шарниры, выступающие в качестве точки поворота системы рулевого управления, могут быть как несущими, так и толкающими. Нижние шаровые шарниры имеют различные конструкции: с нагрузкой на сжатие, с нагрузкой на растяжение и толкателем.

В системе подвески с короткими длинными рычагами (SLA) шаровые шарниры, нагружаемые сжатием и растяжением, являются несущими шаровыми шарнирами, поддерживающими вес автомобиля. Эти шаровые шарниры обычно изнашиваются быстрее из-за дополнительной нагрузки на гнездо. В системах подвески со стойками МакФерсон нижний шаровой шарнир представляет собой следящую конструкцию. Хотя они не поддерживают вес автомобиля, они получают нагрузку при прохождении поворотов и торможении.

Симптомы неисправности шаровых шарниров

Износ шаровых опор – проблема, которую нельзя игнорировать. Признаки износа шаровых шарниров включают тягу рулевого колеса, неравномерный износ шин и вибрацию передней части. Узнайте больше о признаках износа шаровых опор.

Шаровые шарниры MOOG

Если вам нужно заменить шаровой шарнир, у MOOG есть шаровой шарнир для ремонта. В шаровых шарнирах MOOG используются технологии, повышающие прочность и долговечность, увеличивающие срок службы и облегчающие установку. Они восстанавливают рулевое управление как новое благодаря специальным функциям, таким как запатентованная запрессованная накладка и встроенный пылезащитный чехол, вселяя уверенность при каждой установке.

Узнайте больше о премиальных деталях рулевого управления и подвески, найдите запчасть для своего автомобиля или найдите, где купить автозапчасть сегодня.

Содержание этой статьи предназначено только для информационных целей. Вам следует проконсультироваться с сертифицированным техником или механиком, если у вас есть вопросы, касающиеся любой из тем, затронутых в этом документе. Tenneco не несет ответственности за какие-либо убытки или ущерб, вызванные тем, что вы полагаетесь на какой-либо контент.

ЗАЧЕМ и КАК замена шаровой опоры: краткое руководство

Выход из строя шаровой опоры не является распространенной проблемой, но может быть результатом многолетней езды по ухабистым, неровным дорожным покрытиям. Сломанная шаровая опора может быть причиной загадочного лязга или дрейфа рулевого управления. И как только они изношены, они серьезно повлияют на ваше рулевое управление и подвеску. Если шаровой шарнир выйдет из строя полностью, это может даже привести к резкому падению колеса с автомобиля. Страшная мысль! Но что такое шаровые шарниры и когда их нужно заменять?

 Работа шарового шарнира

Шаровые шарниры  соединяют колеса автомобиля с системой подвески и позволяют им двигаться вместе. Как следует из названия, эти умные шаровидные суставы действуют как стержень, подобно тазобедренному суставу в человеческом теле. Шаровые шарниры состоят из шпильки подшипника и гнезда, которые плотно прилегают к смазанному корпусу. Они соединяют рычаг подвески с поворотными кулаками и обеспечивают плавное и надежное движение подвески. Передняя подвеска большинства автомобилей имеет как минимум нижние шаровые шарниры, а в некоторых случаях и верхние.

Зачем менять шаровые шарниры?

Шаровые шарниры изнашиваются, если внутрь попадают грязь, песок и загрязнения или вытекает смазка, что приводит к недостатку смазки. Вдобавок к этому, ржавчина и общий износ также повреждают эти детали подвески. Следствием этого ухудшения являются чрезмерный люфт и ослабление (превышающие спецификации производителя). Хотя здоровые шаровые шарниры обеспечивают плавное движение из стороны в сторону, они не должны покачиваться или трястись вверх и вниз. Это явный показатель того, что вам нужно заняться заменой шаровой опоры.

Новая шаровая опора	Шаровой шарнир изношен	Шаровой шарнир изношен

Обратите внимание на следующие признаки износа шаровых опор:

• неуклюжие, стучащие звуки, особенно при проезде неровностей
• скрипящие или скрипящие звуки при движении подвески
• дрейфует в сторону
• шаткое или разболтанное рулевое управление
• неравномерный или преждевременный износ или сглаживание шин

Как проверить шаровые шарниры 

При подозрении на износ шаровых шарниров следует как можно скорее проверить автомобиль. Замена шарового шарнира не является простой задачей, поскольку доступ к ним и их установка могут быть очень сложными, особенно из-за возраста и ржавчины. На некоторых автомобилях шаровая опора встроена в рычаг подвески. Если вы не знакомы с подвеской и сборкой колес, лучше посетить гараж для профессиональной проверки.

Срок службы шарового шарнира

Поскольку шаровые шарниры могут служить долго, о них часто забывают! Но они и изнашиваются и обычно не служат так долго, как автомобиль. Помните, что они очень тяжело работают на ухабистых, извилистых дорогах, поэтому это зависит от пробега автомобиля и условий, которым он подвергался.

Вы обнаружите, что шаровые шарниры на каждой стороне автомобиля, как правило, имеют одинаковый износ, а это означает, что их обычно заменяют комплектами или подходящими парами.

Некоторые шаровые шарниры служат дольше?

Да! Не все шаровые шарниры одинаковы. Детали, изготовленные из материалов премиум-класса с инновационным дизайном, обладают большей прочностью и долговечностью.