Когда речь заходит о шаровом пальце, то подразумевается шаровая опора подвески автомобиля. Однако это не единственное место, где применяется подобное техническое решение. Аналогичные устройства можно встретить в рулевом управлении, в направляющих капотов автомобилей. Все они работают по одному принципу, поэтому методы диагностики и ремонта одинаковые.
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.
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.
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.
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.
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.
