Каталог

Общая информация о жизни шаровых опор

Общая информация о жизни шаровых опор

Шаровая опора (применимо к автомобилю) – элемент подвески удерживающий заданное положение ступицы позволяющий дать возможность поворота и вертикального перемещения колеса.

Шаровая опора (определение из теоретической механики) или сферический шарнир – связь, не позволяющая одной из точек тела перемещаться  ни в одном из направлений, а позволяющая телу поворачиваться в определенных пределах относительно любой из координатных осей, проходящих через эту точку.

Конструкция упрощенной закатной шаровой опоры

Нагрузки, которые испытывают шаровые опоры, очень высоки, усилие вырыва пальца из корпуса опоры более 5 тонн, а на выдавливание 3 тонны. В реальной эксплуатации конечно нагрузки не настолько большие, но динамические силы, действующие на опоры при быстрой езде по ямам, довольно велики – как минимум стремятся к весу автомобиля, который иногда почти полностью опирается на внешнее колесо. К примеру – при быстром прохождении поворота большая часть веса автомобиля давит на внешнее переднее колесо, а если еще добавить яму на пути колеса, тогда можем получить двойной вес, воздействующий на элементы подвески нагруженного колеса. Таким образом, мы рассмотрели пример динамических нагрузок приводящих к механическим повреждениям шарнирных узлов и не только.

Но шаровые опоры погибают не только от разбитых дорог. К преждевременному износу шаровой опоры часто приводит ржавчина, образовавшаяся на шаре. Причиной появления ржавчины служит поврежденный пыльник или не соблюдение условий эксплуатации автомобиля, к примеру, застряли на машине на полчаса в глубокой луже. В таком случаи попавшая влага вызывает коррозию, которая увеличивает шероховатость шара. После этого ржавый шар начинает работать как наждачная бумага, стирающая прилегающую втулку.

В результате втулка вырабатывается, и получаем помимо вращения шара еще и поступательные движения, которые проявляются в виде стука при езде по кочкам. В зависимости от степени износа шаровой опоры, помимо стука, неисправность будет проявляться в неравномерном износе шин, в неустойчивом движении автомобиля по прямой, в скрипе подвески при езде по кочкам.

Так как на дорогах нашей страны луж и ям все еще предостаточно, то маловероятно что шаровая опора погибнет своей смертью, т.е. от естественного износа. Срок службы шаровой опоры зависит от многих факторов и может колебаться от 15-20 до 100-120 тыс. км.

Обнаружить неисправную деталь можно без специального инструмента, понадобится только свободный доступ к узлу подвески и помощник, который должен будет раскачивать колесо, создавая нагрузки на испытуемые узлы. Для создания помощником большего усилия на узел, можно попросить его делать последовательные движения – ногой давит на верхнюю часть колеса, после тянет кузов машины на себя. Если есть люфт в подвеске данного колеса, то он будет, как минимум, ощущаться ногой в виде стуков. Для определения источника стука надо положить ладонь на подозрительный узел (будь то одна из шаровых опор или болт крепления краба,) а пальцы на связуемый узел, и попросить помощника покачать, если есть люфт, то в большинстве случаев он отчетливо чувствуется рукой. По такому же принципу ищется люфт рулевых тяг и наконечников, только колесо качать не надо, в место этого помощник должен покрутить рулем короткими движениями создавая нагрузку для шарниров. Более точные значения люфтов можно определить только при помощи специального инструмента.

Если люфт обнаружен, надо менять! Если есть возможность, то замену следует производить оригинальными деталями от производителя. Да, это дорого, да часто приходится ждать заказ у поставщика, но оригиналы как правило служат долго и надежно. Но опять же – оригинал оригиналу рознь, как угадаешь. Часто, для популярных машин, встречаются китайские подделки которые после недельной эксплуатации дают люфт и чтоб не попасть на подделку, как правило, надо покупать у хорошо зарекомендовавших себя поставщиков.

На рынках имеется большое количество деталей заменителей, здесь тоже цены на порядок ниже оригинала, но качество зависит от совести производителя и перекупщика который жаждет насладиться максимальной накруткой на дешевые или даже забракованные на производстве запчасти. В этом случаи тоже следует иметь информацию о качестве деталей.

Ну а что же делать если необходимые запчасти уже как десять лет не выпускаются и если даже очень постараться, то найти замену разбитой шаровой не получается? Тогда остается вариант восстановления детали, и варианты тут могут быть разные…

 

Кризис, разразившийся в мире и затронувший практически все слои населения, подтолкнул автовладельцев к поиску более дешевых запасных частей т.н. лицензионных и одновременно направил инженерную мысль в тему восстановления узлов и агрегатов.

Не будем вдаваться в тонкости формирования цен на лицензионные китайско-азиатские запасные части (хорошее дешевым не бывает), а остановимся на восстановлении подвески

На сегодняшний день существуют две основные технологии:

– механическая разборка шарового элемента с заменой изношенных деталей

-безразборное восстановление по технологии SJR

В свою очередь каждый из этих двух видов технологий имеет свои нюансы и тонкости, которые обусловлены используемыми материалами, технической оснащенностью и квалификацией исполнителей

В рамках нашего обзора попробуем разобраться в плюсах и минусах обеих технологий

Выход из строя шаровой опоры происходит из-за механического износа пластикового вкладыша в паре трения металл-пластик, по мере истирания которого образуется увеличивающийся в геометрической прогрессии зазор, приводящий к образованию люфтов и, как следствие – стук подвески. Основная идея восстановления – добиться плотного облегания шара пальца вкладышем с сохранением плотной посадки в теле рычага. Это порождает бесконечное разнообразие технических решений.

Более универсальная технология – технология SJR, эффект от применения которой тот же, что и удар молотком, но спектр восстанавливаемых шаровых значительно шире. При впрыскивании под давлением любого пластика в засверленное отверстие, расплавленная масса призвана заполнить зазоры между телом рычага и заводским вкладышем, однако на практике удается загнать очень небольшое количество массы, которая застывая, образует уплотняющую шайбу размером с двухкопеечную монету на задней части заводского вкладыша.

Неоспоримым достоинством этих двух методов является простота и скорость процесса, отсутствие требований к квалификации исполнителя и минимум оборудования и оснастки. Главный недостаток  заключается в том, что желаемый эффект получается только на шаровых имеющих незначительный износ, отсутствие механической деформации и коррозии шара пальца. Кроме того пора привыкнуть к тому, что восстанавливать все чаще приходится не немецкие запчасти, в которых и новый вкладыш не работал, а уж уплотнять его и подавно смысла нет

Поскольку 70% рычагов, которые попадают на восстановление, имеют критический износ, то вышеописанные терапевтические методы попросту неэффективны. Как же восстановить в хлам убитую шаровую? Вскрытие покажет!

Механическая разборка позволяет реально оценить состояние всех составляющих шаровой опоры. Технические решения, применяемые при механической разборке, хотя и кажутся разными, но принципиально условно подразделяются на два вида: разборка под «гайку» и разборка под завальцовку.

«Гайка» в чем-то копирует технологию, применяемую в МТЗ, где можно раскрутить  наконечник, взять новый ремкомплект, и получить практически новое изделие. Очень удобно, практично, но всегда есть «но». В основной массе тела рычага не хватает для размещения всех компонентов, поэтому приходится приваривать к рычагу трубу с нарезанной резьбой. В рычагах из силумина этот метод приобретает поистине уродливые формы в виде наваренной аргоном лепешки, про чугунные рычаги можно даже не рассуждать. Еще один существенный минус исключающий применение этого метода в некоторых случаях, это изменение геометрических размеров за счет привариваемой части, которая может создать проблемы, как при установке, так и в процессе работы подвески. Если рассматривать рычаги с обратным пальцем, например нижний рычагAUDI Q7, то там этот метод неприемлем по умолчанию.

Завальцовка применима практически во всех случаях, поскольку геометрические размеры не изменяются, внешний вид рычага вполне презентабельный, однако для качественной, а главное безопасной эксплуатации необходимо жесткое соблюдение технического регламента и наличие соответствующего оборудования

Теперь о том, что внутри: основная масса восстановителей, не обремененная оборудованием, работает на бэушных вкладышах, для приведение которых в рабочее состояние применяются разнообразные подмотки, резиновые шайбы и прочие уплотнения, и весь этот винегрет заклепывается под молоток. Более продвинутые реставраторы используют капролоновые вкладыши, состоящие из двух частей: центрирующей шайбы и пятки, по которой скользит палец, обеспечивая плавный ход пальца за счет стабильных характеристик материала. Капролон – это полиамид 6,но в виде прутков отлитых в заводских условиях и работа с ним не требует специальных знаний в области литья пластмасс. Для работы с ним достаточно токарного станка и определенной квалификации токаря. Конструкция вкладыша напоминает заводской вкладыш несущего рычага от Mercedes W220 и вполне жизнеспособна, но температурные режимы всех полиамидов до +70, а в жаркие месяцы температура в зоне работы шаровой иногда превышает этот параметр, что приводит к появлению скрипов и подклиниванию пальца

Современная технология литья вкладыша в ремонтный размер позволяет добиться параметров порой превосходящих «оригинал», но требует очень дорогой оснастки и наличия серьезного парка станков,  включающего в себя токарные, фрезерные, шлифовальные, заточные станки и литейные машины. Даже используя те же материалы, что и официальные поставщики на конвейер BMW, можно добиться лучших результатов за счет превосходства ручной сборки над автоматической линией. Допуски и посадки шарового узла можно сделать меньше и таким образом увеличить ресурс работы узла. Очень велик соблазн подпрессовать вкладыш большего размера и максимально уплотнить посадку пальца в надежде увеличить ресурс рычага до полного износа автомобиля. И действительно, пробег 30-40 тысяч, а палец руками не повернуть! Вроде все хорошо, но руль не возвращается и по езде «не тот комфорт» и периодически гайки отворачиваются.

Резюмируя этот краткий обзор можно сказать, что восстановление подвески – это достойная альтернатива новым запасным частям.