Шаровая опора: для чего нужна деталь и из каких частей состоит, признаки неисправности

Один из важных элементов транспортного средства – шаровая опора. Она гарантирует связь между рычагом поворота и ступицей колеса. Деталь подвески также обеспечивает вращение колес без движения по оси, лежащей в плоскости автомобиля.

Что такое шаровая опора и для чего она нужна

Механизм расположен в передней части авто. Он обеспечивает правильное положение горизонтальных осей относительно вертикальной плоскости поворота передних и задних колес.

Для отечественных легковых машин предусмотрены 2 подвижных соединения на каждое колесо. В импортных моделях установлена 1 шаровая опора.

Составные части

В состав шарового крепления входят следующие элементы:

• корпус, имеющий выемку в форме полусферы;
• «палец» из металла;
• резиновый вкладыш;
• накладки для защиты подвижного соединения от проникновения грязи и пыли.

Вкладыши из нейлона выполняют функции подшипников и представлены стопорным кольцом.

Шаровые опоры подразделяют на 2 вида:

• заливные;
• с металлическим подшипником.

Корпус

Конструкционный элемент имеет форму цельнометаллической сферы, находится в надежном и долговечном корпусе. Его поверхности имеют фосфатное покрытие, которое сохраняет корпус в условиях 60% влажности и более.

Конструкция корпуса безопасная, не деформируется, прочная. Базовая деталь виброустойчивая, ее внутренние поверхности гладкие. Корпус нижней шаровой имеет заглушку. Верхний элемент подвески снабжен запорным кольцом и втулкой.

Стержень

«Палец» узла, соединяющего ступицу и подвеску, выполнен из металла. Деталь снабжена шарообразным наконечником.

Стержень шарового крепления из нержавеющей стали защищен от повреждений резиновым чехлом (пыльником). Он заполнен специальным смазочным материалом, предохраняющим детали от сильного трения.

Элемент шаровой опоры обладает высокой устойчивостью к коррозии. При +20 °С твердость детали по Бринеллю составляет 130–150 H/мм².

Полимерный вкладыш

Вставки для шарового узла выполнены из термоустойчивого антифрикционного синтетического материала. Его основу составляет свинец с добавками:

• кальция – 0,3–1,15%;
• натрия – 0,9%;
• магния – 0,09%.

На внешнюю сторону вкладыша нанесены 3 конструктивные детали (меридиональные канавки). Они расположены по кругу в торцевой части.

Капроновые вставки белого цвета, без запаха. Вкладыши плотные, прочные, рабочий диапазон температур -40…+80 °С. Изделия устойчивы к воздействию разбавленных кислот, горючего (дизельного топлива, бензина, керосина и пр.).

Резиновая накладка

Резиновый пыльник предназначен для передней оси авто. Вес изделия – 0,02 кг, объем – 0,00002 м³. Устройство отвечает за чистоту шарниров и смазочных материалов.

Резиновая накладка изготовлена из силикона или полиуретана. Пыльник выдерживает длительные нагрузки при экстремальных условиях.

Достоинства резинового чехла:

• эластичность;
• устойчивость к воздействию высоких и низких температур;
• невосприимчивость к агрессивным средам и горюче-смазочным средствам.

Из-за чего могут возникнуть неисправности

Водители называют следующие причины выхода из строя подвижного шарнирного соединения:

1. Низкое качество покрытия дороги (ямы, выбоины, щебень).
2. Температура ниже -40 °С оказывает отрицательное воздействие на гибкость резиновой накладки, вызывают ее разрушение. Разрыв пыльника приводит к быстрому износу шарнира.

Изменения, внесенные автовладельцем в ходовую часть машины:

• установка высоких и тяжелых покрышек;
• нарушение кинематики подвески;
• монтаж лифт китов.

Износ детали

Срок службы изделий зависит от качества дорожного покрытия. Со временем на элементе опоры образуются трещины, возникает деформация в местах крепления узлов подвески.

На элементах шаровой конструкции не допускаются трещины, выпучивания резины, отрыв накладки от арматуры. Образование люфтов на «пальце» указывает на выход из строя подвижного соединения в подвеске. Увеличение или появление зазоров также является признаком износа деталей.

Недостаточно смазки

Для шаровых креплений используют материалы на литиевой основе с вязкостью NLG 12: «Литол 24», «Циатим 201», «ШРБ-4» и др. Смазочный состав уменьшает износ и нагрузку, увеличивает подвижность деталей.

Нарушения в подаче и перемещении масла в шаровой опоре вызваны накоплением в полостях отходов черного цвета. В смазке преобладают темно-коричневые продукты износа.

Причиной недостаточного количества масла также является утечка в смазочной системе или слишком низкий уровень вещества, уменьшающего трение между поверхностями.

Неполадки с пыльником

Нередко автовладелец обнаруживает следующие дефекты в подвижном соединении:

1. Потеки смазки из-под плохо затянутого хомута.
2. Порванный резиновый мешок и неисправный шарнир равных угловых скоростей (ШТРУС). Рекомендуется проверять элементы из гофрированной резины раз в 14 дней (на машинах старше 10 лет).
3. Пространство под пыльником заполнено грязью или песком.
4. Небольшие поверхностные трещины.
5. Пыльник соприкасается с болтами и протирается.
6. Размер резинового мешка не соответствует марке авто.

Сильная нагрузка из-за большой скорости езды

Быстрая езда (150–200 км/ч) выводит элемент подвески из строя. Даже при движении машины более 70 км/ч может появиться вибрация, передающаяся на кузов. В этом случае водитель обнаруживает износ шаровой опоры.

Небольшой люфт помогает наружному штрусу поворачивать ступицу колеса.

Если на большой скорости отпадает нижнее подвижное шарнирное соединение, машина может выехать на встречную полосу и создать аварийную ситуацию.

Основные признаки поломки

Главные симптомы неисправности механизма, обеспечивающего горизонтальное перемещение колес:

1. Вибрация в рулевой колонке с 2 сторон. В этом случае образуется люфт (зазор).
2. Характерные звуки (стук) при езде по пересеченной местности или ухабам. Дефект приводит к выходу из строя автотранспортного средства.
3. Автолюбитель нередко замечает неравномерный износ шин передних колес с внутренней или наружной стороны.
4. Руль перемещается влево или вправо. Движение автомобиля неустойчивое.

Нехарактерные звуки

При разрыве резиновой накладки в подвесном устройстве слышны такие звуки, как грохот, хруст при торможении, стук рычага по кузову. Разбитое крепление издает неприятное звяканье при наезде авто на небольшие кочки.

Причины появления стука:

• попадание веток или камней в подвеску;
• ослабление гаек или болтов;
• соприкосновение тросов ручника с элементами подвески;
• деформация суппортов;
• неисправность верхнего шарнирного узла.

Трудность с рулевым управлением или вибрации

Неисправное шаровое крепление вызывает вибрацию рулевого колеса. Автовладелец прежде всего выясняет причины некорректного рулевого управления. Во время прямолинейного движения авто тянет в сторону. Кузов кренится, ощущаются стуки и лязг.

Если на плохой дороге появилась вибрация на руле, проверяют шаровой элемент подвески авто. Износившаяся деталь подлежит замене или восстановлению (на авто с конструктивными механизмами, соединенными с подвеской).

Равномерная и мелкая вибрация при скорости 40–60 км/ч появляется при износе верхнего подвижного крепления. В салоне машины ощущается мелкая дрожь на холостом ходу.

Внешние или внутренние края передних колес стираются быстрее

Покрышка подвергается следующему асимметричному износу:

• пилообразному;
• равномерному (с разрушением внутренней области);
• краевому;
• центральному и пр.

Внутреннее трение приводит к износу колес, изменению их размеров и формы. При допустимом истирании края передних покрышек сохраняется работоспособность вращающегося диска. Предельный износ приводит к перегреву шин и расслоению каркаса.

Формула стирания покрышек выглядит так: пробег = Treadwear *483, где 1 ед. = 483 км пробега. Стирание краев переднего колеса происходит быстрее при изменении вида смазочного материала, повышении температуры и ускорении процессов окисления.

Как определить тип неполадки и исправить

Диагностику неисправности подвижного шарнирного соединения выполняют на специальном стенде. Хороший эффект дает детальный осмотр. Мастер выполняет демонтаж элемента подвески машины, исправляет дефекты. Если расходники нельзя восстановить, приобретают новый механизм, учитывая модель и марку автомобиля.

Специалисты рекомендуют проверять состояние элемента подвески авто на слух.

Алгоритм действий при замене подвижного шарнирного соединения:

1. Машину раскачивают вручную и устанавливают источник звука.
2. В автомобиле ВАЗ находят отверстие в нижней части шарового механизма.
3. С помощью штангенциркуля определяют расстояние между «пальцем» и корпусом. Нормальный показатель не превышает 11,8 мм. Люфт верхней опоры составляет 11,8 мм.

Автовладелец проводит самостоятельную диагностику шаровой опоры.

Для установления дефекта в верхнем конструктивном элементе подвески необходимо:

1. Поставить авто на ручник.
2. Нажать на панель тормоза.
3. Попросить коллегу раскачать верхнюю часть колеса (от себя – к себе).
4. Если верхний шарнир пришел в негодность, люфт ощущается сразу.

Для замены неисправной детали в изношенной подвеске типа Макферсон необходимо заранее приобрести механизм для выдавливания «пальцев» и набор ключей.

Авто поднимают с помощью домкрата и убирают колесо. Раскручивают гайку соединения шаровой, затем извлекают «палец» из поворотного механизма.