Ступицы передних колес – устройство и задачи
Техническое состояние ходовой части влияет на комфорт поездки и, главное, на безопасность пассажиров, водителя и прочих участников движения. Ступица переднего колеса — наиболее важный элемент подвески, от которого зависит управляемость и тормозной путь автомобиля. Если ступичный подшипник выйдет из строя и заклинит, машина резко изменит курс, что спровоцирует ДТП. При поломке деталей колесо может попросту отвалиться.Назначение
Ступица переднего колеса выполняет три важнейшие функции:
Обеспечение подвижного и надежного соединения полуоси с колесным диском.
Удержание тормозного диска или барабана для обеспечения эффективного торможение автомобиля.
Передача вращающего момента от ШРУСа (шарнира равных угловых скоростей) к ведущему колесу (актуально для полноприводных и переднеприводных машин). Для этого на внутренней поверхности ступицы нанесены шлицы, которые входит полуось. То есть, ступицы передних колес выступают деталями трансмиссии и позволяют транспортному средству двигаться.
В современных авто, напичканных электроникой, в ступицах установлены датчики, обеспечивающие работу антипробуксовочной, антиблокировочной и других систем, которым необходим контроль за вращением колес и поведением автомобиля на дороге.
Устройство
При столь высокой функциональности ступица переднего колеса имеет очень простое устройство. Оно состоит из четырех основных деталей:
Тело ступицы. Это круглая монолитная деталь, прошедшая токарную обработку. Она сделана из твердого высокопрочного сплава, способного выдержать высокую динамическую и статическую нагрузку.
Шпильки колес служат для крепления колесного диска. зачастую вместо них имеются резьбовые отверстия для болтов крепления.
Подшипники, которые надеты на осевой вал и обеспечивают вращение ступицы.
Датчики движения, подключенные к бортовому компьютеру или блоку управления тормозной системой (опционально).
Причины поломки деталей ступицы
Самая ненадежная деталь, которая подвержена износу и поломке — подшипник ступицы. Это единственная подвижная деталь, износостойкость которой обеспечивается за счет высокого качества материала и смазки. Благодаря этому в штатном режиме эксплуатации он служит до отметки 100 тысяч километров пробега и более.С учетом состояния наших дорог, этот срок эксплуатации может резко сократиться. Это происходит по следующим причинам:
Удары из-за попадания колеса в ямы на высокой скорости. Возникающие при этом динамические нагрузки в первую очередь воздействуют на подшипники и лишь после них на остальные детали подвески.
Потеря или загрязнение смазки. При повреждении пыльников смазка из внутренней части подшипника вымывается, а деталь забивается грязью и требует срочной замены.
Неправильная затяжка при замене или обслуживании. Чрезмерно затянутый подшипник перегревается и разрушается. Слабый момент затяжки вызывает люфт и интенсивный износ детали.
Ошибки при запрессовке подшипника во время замены. Перекосы и повреждения сильно снижают срок службы детали. Поэтому доверять замену нужно лишь опытным слесарям с хорошей репутацией.
Поломка (деформация) самой ступицы может произойти лишь в результате сильных ударов о края дорожных ям или ДТП.
Чтобы продлить жизнь узла, нужно следить за состоянием пыльников и аккуратно водить машину, объезжая ямы и притормаживая перед ними.
Признаки неисправности ступицы переднего колеса
Главный признак проблем со ступичным подшипником — появление характерного хруста или гула во время движении транспортного средства. При большом люфте картина может дополниться стуком при повороте рулевого колеса.
Износа ступичного подшипника или деформация тела ступицы приводит к появлению вибрации, которая отдается в руль или кузов машины.
Подклинивание одного из подшипников приводит к уводу автомобиля с траектории. В этом случае нужно немедленно менять деталь, чтобы избежать серьезной аварии. Подклинивание и чрезмерную затяжку можно определить по интенсивному нагреву колеса.
Еще один возможный признак проблемы: неравномерный или интенсивный износ резины.Чтобы убедиться в исправности подшипника, следует проделать такие операции:
поставить машину на «ручник»;
поддомкратить переднее колесо и покачать в вертикальной плоскости;
покрутить колесо руками.
При наличии люфта, стука или шума необходимо менять ступичный подшипник. Обратите внимание на природу люфта или стука. Если они исчезают при нажатом тормозе — причина в подшипнике, иначе — в шаровых опорах или рулевых тягах.Для проведения работ понадобится:
домкрат;
баллонный ключ;
динамометрический ключ;
прочная отвертка;
зубило;
молоток;
набор торцевых ключей, в том числе большого размера (на 32 и более).
Чтобы отрегулировать подшипник ступицы нужно выполнить такие действия:
поддомкратить колесо;
открутить болты крепления и снять колесо;
снять защитный колпак узла подшипника, используя зубило с молотком;
поставить колесо на место, закрепив его двумя болтами;
выпрямить буртик ступичной гайки и открутить ее торцевым ключом (обычно на 27);
заменить гайку новой и затянуть с усилием 20 Н*м (более точную цифру можно узнать в инструкции по ремонту конкретной модели авто);ослабить затяжку гайки до 0,7 Н*м, затем еще отпустить, повернув на 25 градусов;
проверить люфт ступицы, покачав колесо (она не должна быть жестко зажата или сильно болтаться);
зубилом загнуть буртик гайки в паз, зафиксировав ее;
снять колесо;
установить защитный колпак;
поставить колесо и опустить домкрат.
После этого стоит совершить небольшую тестовую проверку и снова проверить наличие люфта, поддомкратив машину. Если же регулировка не помогает, придется менять подшипник. Это требует специальных навыков и приспособлений, поэтому лучше воспользоваться услугами сервисного центра.
Устройство, назначение и 6 признаков неисправности ступицы переднего колеса автомобиля
От общего технического состояния деталей ходовой части автомобиля зависит не только комфортное управление им, но также безопасность водителя и находящихся рядом пассажиров. Среди многочисленных элементов особого внимания заслуживает ступица переднего колеса.
Ступица переднего колеса — это узел ходовой части автомобиля, который выполняет несколько функций. Водителю нужно знать не только, как заменить лампочку ближнего света, но также как устранить неполадки в подобной ступице. Если данная деталь выйдет из строя, транспортное средство не сможет передвигаться.
Чтобы предотвратить это, водитель обязательно должен проводить регулярную проверку состояния ступиц, организовывать техническое обслуживание авто, а также своевременно обращаться в специальный сервис для устранения даже самых незначительных поломок детали. Чтобы самостоятельно проверить работу ступицы, необходимо знать особенности устройства и функциональное назначение элемента.
Назначение ступицы переднего колеса
Чтобы понять, что такое ступица, стоит разобраться с её основным функциональным назначением. Для этого совершенно не обязательно иметь специальные познания в общем устройстве транспортных средств.
Ступица представляет собой особую деталь, которая обеспечивает возможность вращения колеса. Для этого оно должно быть максимально надёжно закреплено на полуоси. На ступицу прикручивается диск, а в конструкции её самой есть пара вращающихся подшипников. Функций у данного конструкционного элемента существует достаточно много. Вот самые основные из них.
Современный автомобиль имеет целую систему электронных датчиков, позволяющих в постоянном режиме получать огромное количество информации и обеспечивать максимально безопасное движение машины. Ступица переднего колеса в этом сложном процессе играет не последнюю роль.
Конструкция ступицы
Устройство ступицы переднего колеса необходимо знать для обнаружения и устранения возможных неисправностей. При относительно сложном функциональном назначении, элемент отличается достаточно простым внутренним устройством. Среди основных частей данного узла можно отметить:
Корпус ступицы представляет собой прочную литую деталь, выполненную из специального сплава и прошедшую обработку токарными инструментами.
Данный элемент необходимо рассматривать в качестве единого комплекса, имеющего подшипники и шпильки. У основной массы производителей данные элементы идут только в комплекте, они неотделимы друг от друга.
Подобная монолитность в состоянии обеспечить максимальный уровень надежности и безопасности всей ходовой части транспортного средства.
Признаки наличия неисправностей в ступице
Выявить те или иные неисправности в работе ходовой системы транспортного средства, водитель сможет, опираясь на такие характерные признаки, как:
Несмотря на четкую слышимость посторонних звуков, водитель на слух не сможет определить, в какой части элемента возникла проблема.
При обнаружении подозрительного звука нужно сразу поднять транспортное средство на домкрат и попытаться вручную прокрутить передние колёса.
При выполнении данной манипуляции стоит внимательно изучить внешний вид колёс. Одним из распространенных проявлений поломки ступицы является повышенная изнашиваемость резины. Вызвано это сильной, отдающей в руль вибрацией, с одновременным нагреванием тормозного диска, что происходит по причине неправильно вращающегося подшипника.
Нагрев диска можно прочувствовать посредством простого прикладывания к нему руки после пройденных 8 — 10 км. Если ступица неисправна, температура данного элемента превышает 70 градусов.
Схожими признаками может характеризоваться такое явление, как выход из строя подшипников ступицы.
Чтобы определить, с какой стороны сломалась ступица, не обязательно останавливать и приподнимать автомобиль. Достаточно будет обратить внимание на степень производимого гула в процессе поворота руля. При поворачивании вправо, гул будет усиливаться в левом колесе, при повороте налево, звук будет исходить с правой стороны.
Причины возникновения неисправностей в ступице
Оснований для выхода ступицы из строя существует достаточно много. Среди самых основных причин поломки можно отметить следующие распространенные факторы:
Поскольку поломок может быть несколько, определить точную причину будет достаточно сложно. Тем не менее, не заметить её просто невозможно. Все без исключения неисправности очень ощутимы. Нельзя оставить без внимания появившийся постоянный шум или гул, степень интенсивности которого меняется в прямой зависимости от скоростного режима или от силы производимого торможения.
При возникновении перечисленных проблем, нужно срочно провести ремонт ступицы переднего колеса. В зависимости от сложности ситуации, проведение ремонтных работ может касаться простой регулировки крепления подшипников, болтов или гаек. В иных случаях может потребоваться полная замена ступицы, когда без помощи профессионалов не обойтись.
Самостоятельно провести ремонтные работы можно только при наличии определённых знаний и специальных инструментов. Ниже можно изучить инструкцию проведения ремонтных работ. Рассказано, как провести проверку крепления, как заменить специальный поворотный колпак.
Ремонт и замена ступицы
При осуществлении такого процесса, как замена ступицы переднего колеса, особое внимание уделяется подготовительным работам.
Подготовка инструментов
В первую очередь потребуется подготовить необходимые для этого инструменты. В массе случаев достаточно обычного набора специальных гаечных ключей с головками. Одновременно с ним нужно подготовить следующие инструменты:
В качестве дополнения к домкрату стоит подготовить специальные приспособления для фиксации автомобиля в устойчивом положении. Это могут быть все возможные бруски и подпорки. Также потребуется приобрести новые детали, если осуществляется замена. Купить нужно весь комплект ступицы или подшипники, всё зависит от степени их изношенности.
Подготовка машины
После проведения подготовительных работ, сбора всех необходимых инструментов и материалов, можно приступать к замене вышедших из строя элементов.
Необходимо «поддомкратить» автомобиль в нужную сторону, в зависимости от того, с какой стороны будет осуществляться замена. Для обеспечения дополнительной страховки рекомендуется установить специальные подпорки, например, поместить под задние колёса автомобильные антипокатные опоры.
Подготовка деталей
Далее на КПП выставляется первая передача, если это механика, осуществляется постановка авто «на ручник». При помощи специального ключа откручиваются колёсные болты и ступичная гайка подшипника. Если диски у машины легкосплавные, колесо придется снять, далее нажать на тормоз и полностью выкрутить гайку ступицы.
Довольно часто водители сталкиваются с ситуацией, когда гайка ступицы очень сильно затянута и снять её ключом не получается. В этом случае можно использовать метод просверливания одной стороны гайки, которая заклинила. Это позволит рассверлить край детали до самой резьбы. Потом останется раскрыть деталь при помощи тупого зубила и легко и просто открутить её.
После выполнения подобных мероприятий, потребуется снять переднее колесо и посредством отвертки устранить защитный колпак. Далее с тормозного диска снимается суппорт и убирается в сторону. Для этой цели барабан вместе со стойкой нужно повернуть на себя и выкрутить крепежи. После этого снимаются рулевые, шаровые опоры и наконечники.
Перед началом подобных работ детали стоит обработать специальным веществом, предназначенным для удаления ржавчины. Это серьёзно облегчит операцию, связанную с откручиванием болтов и гаек.
Чтобы снять тормозной диск, потребуется отвинтить два встроенных в ступицу болта и потом тоже проделать с гайкой, расположенной по центру. Сделать это можно при помощи ключа или зубила, всё зависит от того, насколько крепко прикручена деталь. Как только стойка полностью откручена, можно достать ступицу и приступить к ремонтным работам.
Три варианта ремонтных работ
В большинстве случаев выходит из строя один из подшипников ступицы, потому основные ремонтные работы будут базироваться на его замене. Здесь может быть три основных пути и варианта действия:
Каждый из вариантов имеет свои положительные и отрицательные стороны.
Положительной стороной использования первого варианта является отсутствие необходимости снимать болт регулировки такой системы, как развал схождения. При этом весь рабочий процесс будет не очень удобным, особенно если не будет подъёмника и специальной ямы. По этой причине выбить ступицу и полностью запрессовать подшипник будет довольно сложно.
Намного легче и проще будет провести замену по второму методу. Но здесь есть риск нарушить регулировку развала транспортного средства. В данном случае перед откручиванием болтов поворотного кулака, потребуется отметить его первоначальное положение в стойке и одновременно с этим обратить внимание на положение болта, выполняющего регулировочную функцию. Это поможет избежать ошибок и погрешностей при обратной сборке.
Второй вариант замены идеально подойдет тем, кто занимается не только сменой подшипника, но также всех элементов ходовой – рулевых наконечников, шаровых опор и сайлентблоков.
Самым сложным вариантом замены является третий способ. Здесь чтобы убрать стойку, потребуется полностью распрессовать рулевой наконечник и открутить крепление верхней опоры. После этого можно будет произвести замену вышедшего из строя элемента.
В процессе осуществления замены нужно обратить внимание на извлечение/выбивание ступицы и её деталей. Осуществлять данные мероприятия нужно очень аккуратно. Это позволит избежать каких-либо повреждений гнезда и общего устройства механизма. Если деталь не получается достать руками, работу можно выполнить на специальном прессовочном станке. При этом нужно постараться оставить целым установленное штопорное кольцо, которое не всегда находится в комплекте с новой ступицей.
В процессе демонтажа подшипника не стоит рассчитывать на то, что он останется целым. Данные элементы практически всегда разрушаются. Это нужно принимать во внимание.
Заключение
После установки новой детали всю конструкцию нужно собрать, следуя инструкции, указанной выше, но в обратном порядке. После проведенных работ нужно обязательно посетить рядом расположенное СТО. Профессионалы должны сделать развал-схождение колёс автомобиля, потому что после снятия тяги руля, если она проводилась, предыдущие настройки обязательно сбиваются.
Всё про ступицу колеса и подшипник ступицы
Ступичный узел, на котором держится колесо, несет на себе весь вес автомобиля, дополнительно усиленный динамическими нагрузками (разгон, торможение, повороты).
Как правило, комплектом ступицы или ступичным узлом называют саму ступицу вместе с подшипником, стопорными кольцами, болтами и гайками, а в отдельных случаях к нему еще относится и ось ступицы.
Ступица, подшипник и ось
Ступица колеса
Ступица служит основой для установки колесного диска и тормоза. Ее задача – обеспечивать фиксацию и свободное вращение колеса и сопутствующих деталей, а для ведущих колес ступица служит звеном передачи момента вращения от дифференциала на колесо. Это одна из самых надежных деталей подвески, и вывести из строя ступицу можно разве что в результате аварии или очень длительной эксплуатации в тяжелых условиях.
Для работы при постоянных нагрузках ступицы делают цельнометаллическими: из литой стальной болванки вытачивают деталь нужной формы. Такой способ позволяет изготовить прочную конструкцию без участков напряжения.
На внешний (большой) обод ступицы крепится тормозной диск (барабан) и колесный диск, фиксируемые входящими в комплект болтами или шпильками. Внутренний обод снабжается подшипником (одним или двумя), которые могут располагаться на внешней или внутренней части ступицы, в зависимости от ее назначения и места установки.
Ступица колеса без подшипников и в сборе с подшипниками
Способ установки зависит от того, ставится она на управляемые или неуправляемые (передние или задние), ведущие или ведомые колеса.
По конструктивным особенностям разделяют 4 основных вида ступиц:
Помимо этих, есть и другие варианты конструкции, обусловленные особенностями того или иного автомобиля.
Для некоторых моделей автомобилей различают ступицы для левого и правого колеса, если у них асимметричное крепление. При покупке нужно обращать внимание на сторону установки: левая, правая или универсальная двухсторонняя.
Подшипник ступицы
Ступичный подшипник – одна из самых нагруженных деталей, на которую не только приходится вес автомобиля, но и дополнительные нагрузки от торможений-ускорений-поворотов. Механизм, работающий в таких условиях, делается максимально надежным, и современные подшипники рассчитаны на 200 тыс. км аккуратного «европейского» вождения или 50-100 тыс. км езды по плохим дорогам.
Если сама ступица обеспечивает вращение колеса, то подшипник фиксирует всю конструкцию на подвеске.
По конструкции подшипники делятся на однорядные и двухрядные, шариковые радиально-упорные и конические роликовые. Чем больше опорная поверхность подшипника, тем меньше нагрузка на его элементы и тем дольше срок службы, поэтому многие производители отдают предпочтение коническим подшипникам, которые устанавливаются либо парой (для компенсации разнонаправленных нагрузок), либо сразу делаются двухрядными.
На торцевой поверхности подшипник имеет защитное кольцо, надежно предохраняющее от вытекания пластичной смазки и попадания внутрь воды и грязи. Повреждение кольца означает замену самого подшипника: все они делаются неразборными и неремонтируемыми.
Схема ступицы переднего колеса с подшипником.
1. Поворотный кулак. 2. Наружное грязеотражательное кольцо.
3. Ступичный подшипник. 4. Ступица. 5. Упорная шайба. 6. Гайка.
7. Стопорное кольцо. 8. Внутреннее грязеотражательное кольцо.
Виды ступичных подшипников
В современных иномарках уже не используются обслуживаемые подшипники устаревших моделей (так называемые подшипники нулевого поколения), нуждающиеся в регулировке и смазке. Их место заняли двухрядные подшипники типа HUB-I (первого поколения), которые можно заменить отдельно от ступицы.
Второе поколение – подшипники HUB-IІ, наружная обойма которых снабжена фланцем с крепежными отверстиями, и с его помощью подшипники фиксируются на элементах подвески.
Подшипники HUB-IІ с вращением по внутреннему (слева)
и по наружному кольцу (справа).
Самый современный вариант – подшипник ступицы третьего поколения HUB-IІІ, представляющий собой ступичный узел в сборе, в котором подшипник защищен от внешних воздействий, обладает минимальными показателями радиального биения и отклонениями от линейных размеров. В качестве одной из сторон обоймы (поверхностей качения) в подшипниках HUB-IІІ используется поверхность самой ступицы, что дополнительно снижает вес всей конструкции.
Ступичные узлы HUB-IІІ для ведущего (слева)
и ведомого колеса (справа)
Подшипники второго и третьего поколения снабжаются кассетными уплотнителями, позволяющими газам выходить из рабочей полости, но не пропускающими внутрь влагу и грязь.
Ступичные узлы четвертого поколения HUB-IV объединены со ШРУСами, а конструкции пятого поколения – с тормозными дисками. Такие решения пока не внедряются широко, находясь в стадии разработок и испытаний.
Интеграция в ABS
На современные ступичные узлы могут устанавливаться датчики и сенсоры антиблокировочной системы. Это может быть как классическое зубчатое кольцо, так и новейшего образца магнитный энкодер с переменными участками магнитных полюсов, передающий данные о скорости вращения колеса на считывающий сенсор.
Преимущества магнитных энкодеров – маленький вес (что важно для неподрессоренной массы) и возможность считывать данные при низкой скорости движения колеса. Сами активные датчики имеют меньший вес по сравнению со старыми моделями и легче монтируются на ступичный подшипник.
Система ASB (Active Sensor Bearing)
с кольцом радиального (сверху) и осевого (снизу) типа
Неисправности
Как правило, сама цельнометаллическая ступица практически не ломается. Большинство неисправностей происходит из-за износа подшипника, как естественного, так и аварийного. Признаки неисправности подшипника: гул при движении, перегрев, потеря смазки, деформация поверхности, люфт колеса. Ступичный подшипник требует замены приблизительно раз в 3 года, но этот срок может сократиться или продлиться в зависимости от стиля вождения, режима эксплуатации автомобиля и других факторов нагрузки.
Специалисты рекомендуют проверять состояние ходовой на каждом ТО: мастера смогут выявить и устранить проблему в самом начале, не дожидаясь аварии.
Лопнул шарик в подшипнике ступицы
Ни сама ступица, ни ступичный подшипник ремонту не подлежат: при выявлении неисправностей их можно только заменить. Замена может делаться только на той стороне, где это нужно (слева или справа). В отличие от многих других частей подвески, в случае с деталями ступицы парная замена не обязательна.
Даже при высоком качестве самой детали и безупречной ее установке, рано или поздно менять подшипник придется. Лучше это делать сразу при появлении признаков неисправности, а не дожидаться неприятных сюрпризов.
О том, как выбрать комплект ступицы и на какие бренды обратить внимание, читайте наш «Гид покупателя».
