Ступичные подшипники
Ступичный подшипник в конструкции автомобиля представлен деталями двух видов — подшипник задней ступицы и передний подшипник ступицы.
Для чего используется деталь?
Давайте рассмотрим, что представляет собой данная деталь, каковы особенности ее конструкции, как можно диагностировать ее неисправности и каким образом следует выполнять ремонтные работы. Эта деталь обеспечивает крепление колеса транспортного средства к следующим элементам:
Так как ступица является значимой составляющей ходовой части любого автотранспортного средства, обеспечивающей связь между осью и автомобильными колесами, а ступичные подшипники выполняют функцию соединяющего элемента ступицы и оси, сопротивление вращения колес машины при их использовании становится минимальным.
Конструкционные особенности и принцип функционирования
Ступичный подшипник является наиболее нагруженной деталью автомобильного механизма, который должен выдерживать давление всей его массы. Помимо этого, на данную деталь приходятся еще и дополнительные нагрузки разных направленностей, которые возникают в результате передвижения транспортного средства по неровной дороге, резкого торможения и т.д. От качества и надежности этой детали зависит безопасность передвижения машины по автодорогам. Поэтому чрезвычайно важно, чтобы данный элемент отличался высоким качеством, позволяющим ему постоянно оставаться в исправном состоянии.
Ступицы механизма автомобиля снабжены подшипниками качения. Все их модификации обладают схожим устройством, предусматривающим наличие следующих элементов:
Внешние и внутренние кольца представляют собой своеобразные опорные поверхности, фиксирующие подшипник в области оси и в отверстии ступицы.
Для того чтобы тела качения были равномерно распределены по окружности обоймы в конструкции, используется сепаратор. Еще одной немаловажной функцией является недопущение соприкосновения расположенных рядом друг с другом тел качения. В некоторых моделях предусмотрены также пылесборники, не допускающие попадания в узел грязи и пыли. Узлы такого типа называются закрытыми.
Основные разновидности
Тела качения в ступичных подшипниках представляют собой ролики и шарики цилиндрической либо конической формы. Они могут быть выстроены в 1 или 2 ряда. Чаще всего сегодня используются следующие виды:
Современные ступичные модели, выпускаемые для автомобилей с антиблокировочными системами, являются составной частью ступицы. Они имеют конструкции закрытого типа, не обслуживаются и не ремонтируются. При поломке узла необходима замена всей ступицы.
Каждая радиальная модель в ступице зафиксирована отдельно. Все подшипники, как выше уже упоминалось, являются закрытыми и не обслуживаемыми. Регулировать их также нельзя. Возникающие в процессе эксплуатации автомобиля люфты устраняются путем насаживания подшипника на ось с помощью сильного натяга.
Некоторые подшипники (радиально-упорные) на ступицу монтируются сразу по два. Это открытые модели, устанавливаемые посредством слабого натяжения. При образовании люфтов они могут регулироваться.
Диагностика неисправностей и особенности эксплуатации ступичных подшипников
Стандартный ресурс пробега такой детали составляет порядка ста тысяч километров. Учтите, что период использования может быть разным. Зависит он от многих условий, на которые следует обращать внимание. Срок службы зависит от следующих объективных факторов:
Пренебрежение мерами профилактики и езда по разбитым дорогам приводят к сокращению периода службы тел качения и всего узла.
Допускать критического износа ни в коем случае нельзя, иначе это может привести к разрушению всего подшипника, что способно стать причиной возникновения таких плачевных последствий, как заедание колеса или даже его срыв с оси.
Верным признаком изношенности автомобильного ступичного подшипника является хорошо слышимый гул во время движения автомобиля в области колеса. Если гул слабый, износ подшипника пока что не слишком велик. В этом случае автомобилем можно еще некоторое время пользоваться, однако желательно в скором времени сделать диагностику подшипников. В случае необходимости их следует отрегулировать либо заменить. Если же подшипник разрушен полностью, и ремонт его невозможен, вы будете слышать громкий хруст. В этом случае следует тотчас же перестать пользоваться транспортным средством и полностью заменить узел.
Сделать диагностику такого подшипника можно и самостоятельно. Для этого необходимо выполнить следующие действия:
Люфт около радиально-центрических подшипников недопустим. Около радиально-упорных моделей он допускается (незначительный). Появление люфта в цилиндрических узлах свидетельствует о критическом износе. В таких случаях цилиндрический подшипник следует заменить, так как ремонтировать такие модели невозможно. Люфт в конических узлах устраняется с помощью регулировки.
Как можно отрегулировать ступичный подшипник?
Для регулировки необходимы следующие инструменты:
Сначала следует ослабить болты колес на подлежащей регулировке ступице. После этого нужно вывесить и затем снять колесо с помощью домкрата. Затем при помощи отвертки и молотка сбить находящийся в центре ступицы защитный колпачок, отогнуть усики и с помощью пассатижей вытащить стопор. После этого закрутить полностью гайку ступицы и потом открутить ее на четверть оборота обратно. Проверить, легко ли вращается ступица, после чего собрать все в обратном порядке, а затем убедиться в отсутствии люфта.
Если вышеперечисленные меры не помогли устранить хруст, подшипник следует полностью заменить.
При наличии необходимых инструментов и специальных приспособлений (например, слесарных тисков), выполнить замену ступичного подшипника не сложно. Обратите внимание, подшипник должен устанавливаться легко. Если со стороны ступицы ощущается сопротивление, пусть даже и незначительное, ее необходимо заменить в связи с износом посадочного места.
Не только гул: почему ступичные подшипники такие дорогие и как они ломаются?
В Интернете слово «подшипник» часто коверкают до какого-то неведомого «подшибника». Я на месте подшипника, тем более ступичного, здорово на это обиделся бы. Деталь, может, и не слишком дорогая, но чрезвычайно важная, а её так обзывают… Это несправедливо. Поэтому сегодня будем восстанавливать доброе имя этой детали, вспоминая, зачем она нужна и почему она будет стоить всё дороже и дороже. И, конечно же, вспомним, как правильно проверить ступичный подшипник на автомобиле, и если он ещё цел, как продлить ему жизнь. Или хотя бы не сократить, ту, что отмерили ему на заводе.
Упереться и катиться
Есть ли смысл рассказывать о том, что такое ступичный подшипник и зачем он нужен? Наверное, нет. Все знают, что это тот подшипник, на котором крутится колесо. Конечно же, это подшипник качения, а не скольжения. А вот по типу эти подшипники бывают разными. Их можно поделить на две большие группы: цилиндрические и конические радиально-упорные. По типу тел качения эти подшипники тоже отличаются. Они могут быть и роликовыми, и шариковыми. В чём отличия этих двух типов?
Грубо говоря, в возможности их регулировки. Цилиндрические подшипники регулировать нельзя, а вот конические – можно. Если в таким подшипнике появился люфт, его можно подтянуть. С одной стороны, это хорошо. С другой, эта регулировка может доставлять массу проблем.
Например, на первых Шевроле Нивах передние подшипники приходилось регулировать чуть ли не каждые десять тысяч пробега, что знатно выматывало нервы владельцам этих Нив (хотя, если честно, там много что мотало нервы – и эти подшипники, и расширительные бачки, и много что ещё). С другой стороны, есть множество автомобилей прошлого, в которых такие же конструктивно подшипники служили сотни тысяч километров, а владельцы могли даже не догадываться о том, что их надо постоянно регулировать. Например, об этом редко задумывались владельцы старых Mercedes-Benz W124 или Toyota Land Cruiser 100. Так что у меня есть подозрение, что тут дело в Ниве, а не в конструкции подшипника.
Думаю, некоторые обратили внимание на фразу «множество автомобилей прошлого». Почему это прошлого? Потому что в настоящем подход к ступичным подшипникам изменился. В первую очередь именно из-за отказа от регулируемых конических радиально-упорных подшипников в пользу нерегулируемых цилиндрических. К сожалению, конические радиально-упорные подшипники – штука довольно дорогая, так что от неё стали постепенно отказываться. Кроме того, изменилась культура обслуживания автомобилей. Скажите честно, есть ли у вас привычка после каждого заезда по трассе щупать все колёса и проверять, не греется ли одно из них? А ведь для регулируемых подшипников такая процедура может считаться обязательной.
Если диск греется, пора приниматься за регулировку. Иначе подшипник может перегреться, рассыпаться, а худшем случае – и вовсе заклинить колесо. Сейчас щупать колёса руками уже совсем не модно, так что более дешёвые в производстве, неразборные и необслуживаемые цилиндрические подшипники одержали верх. Немного даже жаль, потому что они менее стойки к нагрузкам, которых по-хорошему надо избегать, но которые часто неизбежны. Например, к ударам по боковине колеса.
На отказе от регулируемых подшипников (правда, пока ещё не везде) дело не остановилось. Далее пришла вторая волна оптимизации, и теперь ступичные подшипники можно поделить на ещё два больших класса: устанавливаемые отдельно от ступицы и устанавливаемые в сборе с ней.
Ещё проще, ещё дешевле
Итак, появилось новое понятие – ступичный узел. Это такая штука, которая включает в себя не только сам подшипник, но и фланец, через который крепится колесо. Крепится оно стандартно – болтами или шпильками. Поэтому во фланце могут быть либо эти самые шпильки, либо резьба под болты. У этого решения есть два совершенно противоположных результата: это одновременно и дешевле, и дороже. Парадокс? К сожалению, в век эффективных менеджеров в автомобилестроении – нет. Это норма. Объясню, почему так получилось.
Раньше замена ступичного подшипника могла сильно затянуться из-за необходимости выпрессовывать его из ступицы. Ладно, если в сервисе есть пресс. А если его нет, то за эту работу лучше и не браться. Потому что одной газовой горелки и молотка с мускулистыми руками могло и не хватить. А вот заменить подшипник в сборе со ступицей намного проще: достаточно открутить несколько болтов. Кроме того, в случае замены ступичного узла в сборе нет такого страха напортачить с установкой подшипника. Как-то не так его затянуть, переложить или недоложить смазки. То есть, меньше ответственности.
Вроде всё прекрасно, но есть одно «но»: ступица в сборе с подшипником стоит намного дороже отдельно подшипника. Разумеется, это очень радует производителей и продавцов запчастей, но сильно огорчает тех, кто вынужден для замены одного подшипника менять всю ступицу.
Смирившись с тем, что придётся платить за замену «ступичного» больше, чем раньше, автовладельцы не сразу поняли, что доить их только начинают. Потому что почти сразу же догадались, что на ступичный узел можно поставить и ответную часть датчика ABS. Поэтому теперь иногда нужно менять дорогущий узел целиком в сборе не только из-за поломки подшипника, но и датчика ABS. Эффективные менеджеры торжествуют.
Хотя надо признать, что техническое преимущество у ступичного узла всё-таки тоже есть, и оно существенное: так как поверхность качения тут – сам корпус ступицы, узел в сборе стал заметно легче. А это приводит к снижению неподрессоренной массы. Да и радиальное биение при таком подходе всё же обычно ниже.
Станет ли когда-нибудь этот узел дешевле? Вряд ли. Сейчас уже вовсю планируется следующее поколение ступичного узла, в котором объединены не только ступица, подшипник и датчик ABS, но и ШРУС, и даже тормозной диск. И это, само собой, будет стоить ещё дороже. Не знаю, что в этом хорошего для конечного пользователя, но если эта система приживётся, я буду сильно расстроен.
Разумеется, классификацию и виды ступичных подшипников я перечислил далеко не полностью. Они отличаются ещё массой параметров, а их конструкции весьма разнообразны. Есть подшипники для ведущих управляемых осей, для ведомых управляемых, для неуправляемых ведущих и ведомых. Есть саморегулирующиеся и ещё многие другие. Тут можно говорить очень много, но это скучно и, скорее всего, не очень-то и надо. Лучше посмотрим, как проверить ступичный подшипник.
Руками и ушами
Начнём с обычного ТО. Если поставить машину на подъёмник, можно провести пару простых тестов. Самое простое – просто покрутить колёса в разные стороны. При этом слушать звук. Никаких хрустов или тресков быть не должно. Если они есть, то придётся искать причину: хрустеть или издавать другие звуки может и заклинивший суппорт, и просто грязь под защитными кожухами тормозных дисков.
Если колесо крутится хорошо, смотрим дальше. Рукой хватаемся за пружину подвески и крутим колесо. Часто при изношенном подшипнике пружина начинает вибрировать. Если рукой ничего необычного почувствовать не удалось, то всё прекрасно.
Конечно, в запущенных случаях не заметить гибель подшипника трудно. Передние обычно гудят в поворотах, задние – в каком-то диапазоне скорости, который постепенно растёт. Если дело совсем труба, то колесо вообще болтается. Но это уже надо быть совсем глухим пофигистом-самоубийцей, чтобы довести подшипник до такого состояния.
Можно ли ездить с воющим подшипником? Однозначно нет. Потому что он может выть и тысячи километров, а может очень быстро заклинить. Тут как повезёт, и если не повезёт, можно лечь отдыхать на крышу в кювете или выехать лоб в лоб с Камазом. Потихоньку съездить в сервис можно, а беззаботно кататься – нет. Ни в коем случае.
Хотя, конечно, бывает, что кто-то ездит поразительно бездумно – с люфтящим во все стороны колесом. Само собой, машина плохо управляется, но опаснее опять же возможный клин колеса. Ну, тут предупреждай – не предупреждай, всё бесполезно.
Долго и счастливо
У нас остался последний вопрос: почему подшипник умирает раньше срока? Есть несколько основных причин.
Первая – это, конечно, плохие дороги. Подшипник должен помогать колесу вращаться, а не скакать по ямам. Теоретически в хорошем подшипнике люфта нет, поэтому удары ему не слишком страшны, но это лишь в теории. На самом деле как только подшипник немного изнашивается, появляются зазоры. И после этого разрушение подшипника на плохих дорогах заметно ускоряется. Особенно сложно подшипники переживают удары в боковину колеса – они на это не рассчитаны абсолютно.
Вторая причина – езда по глубокой грязи и бродам. Без комментариев: если стоять по ступицы в луже, вымывается смазка, а в подшипник попадает вода.
Третья – это неправильный выбор дисков колёс. Слишком большой вылет диска – это практически приговор подшипнику. Но жертвам Need for Speed на это, конечно же, плевать. Нештатные шины и диски большого размера, увеличивающие нагрузку на ступицу, тоже сокращают ресурс подшипника. Так что сток – один из залогов долгой его жизни.
И обязательно проверяйте подшипники на каждом ТО. На раннем этапе они ещё не воют, а заклинить могут в любой момент. Так что в случае с ними лишнее внимание не помешает.
Все признаки неисправности ступичного подшипника (фото и видео).
Добрый день. В сегодняшней записи мы поговорим о признаках неисправности ступичного подшипника. После прочтения статьи, вы легко продиагносируете ваши ступичные подшипники, и научитесь определять их неисправности задолго до появления критического люфта.
Какие бывают ступичные подшипники?
Есть два принципиально разных типа ступичных подшипников.
На ведущих колесах применяют плоские опорные подшипники:
Вот так выглядит ступица ведущего колеса в сборе:
На ведомых колесах, в большинстве случаев, используют два конических подшипника установленных навстречу друг другу.
Вот так выглядят ступичные подшипники такого типа:
Вот так выглядит ступица в сборе:
Как и почему изнашиваются ступичные подшипники?
Не смотря на кажущуюся простоту конструкции, подшипники имеют очень сложную технологию изготовления.
Ролики и опорные поверхности сделаны из пластичной стали с поверхностным уплотнением (закалкой или легированием). Если подшипник перекатить он треснет при первом попадании в яму, а если оставить сырым, он очень быстро износится и загудит.
Для того чтобы уменьшить трение, в ступичные подшипники набивают специальные тугоплавкие смазки, а для фиксации роликов на месте они устанавливаются в сепаратор из тугоплавкого пластика.
При повреждении любого из элементов подшипника он приходит в негодность.
В большинстве случаев, причина отказа подшипников — естественный износ. При появлении люфта между роликами и беговыми дорожками сначала появляется повышенный шум при работе, а при критическом значении износа, колесо начинает натурально болтаться, как в этом видео примере:
Эта неисправность проявляется и прогрессирует постепенно. В большинстве случаев ее причиной является вымывание смазки из подшипника. Резко с трассы заехали в глубокую лужу, через две недели готовьтесь менять подшипники. Дело в том, что при движении на больших скоростях подшипники нагреваются до высоких температур, а смазка в них расплавляется. При заезде в лужи, подшипник резко охлаждается и подхватывает воду (при охлаждении). Как итог — часть смазки вымывается, а вода и грязь остаются.
Естественно, подшипники не могут служить вечно, но попадание воды значительно сокращает их ресурс.
Гораздо реже причиной износа подшипника является выплавление или поломка сепаратора. В этом случае происходит смещение роликов в подшипнике и, как следствие, резко появляется запредельный люфт или даже заклинивание.
Вот пример поломки подшипника вследствие разрушения сепаратора:
Наименее вероятная причина отказа подшипника — механическое разрушение беговой дорожки или ролика. Как правило, это происходит на начальном этапе (при приработке) или после резких ударов.
Вот пример такой поломки подшипника:
Каждая из приведенных мной неисправностей проявляется и появляется по-своему.
Признаки неисправности ступичного подшипника:
Повышенный шум и гул.
Гул увеличивается при возрастании нагрузки на подшипник (при повороте в сторону неисправного подшипника).
Если подшипник загудел, можете быть уверены — в нем уже нет смазки, и даже если ее набить, долго он не проработает т.к. в нем появился люфт. Если подшипник конусный то после замены смазки, при условии что его износ не стал запредельным, а ступица правильно отрегулирована, он может работать ещё несколько лет! Плоские упорные подшипники ведущих колес набивать смазкой бесполезно, так как они не регулируются их лучше сразу менять.
Как уже было обозначено выше — при запредельном износе ступичных подшипников колеса начинают болтаться
На гудящих подшипниках можно проездить несколько недель или даже месяцев, но это не очень комфортно в плане шума.
Появление вибрации или болтанки, похожей на спущенное колесо.
Так проявляются и выплавление сепаратора и разрушение роликов или беговых дорожек.
При вывешивании автомобиля на домкрат, колесо с повреждённым подшипником будет явно болтаться….
Если вы обнаружили эту неисправность, вам следует незамедлительно ехать в сервис, соблюдая все меры предосторожности. Дело в том, что вам не важно, что именно случилось с подшипником — в любом случае в нем люфт, и он может заклинить.
Если вы больше любите смотреть видео предлагаю вам посмотреть вот этот ролик про диагностику ступичных подшипников:
Заключение.
На этом у меня сегодня все. Я надеюсь, что благодаря статье вы легко определите первые признаки неисправности ступичного подшипника. Если у вас остались вопросы или если вы хотите дополнить статью, пишите комментарии.
Что такое ступичный подшипник: диагностика и замена
Ступичный подшипник — деталь подвески, обеспечивающая крепление колеса к ступице, обеспечивая свободное вращения колесного диска относительно поворотного кулака. Ступичный подшипник обязательно установлен в обойме, называемой ступицей. В последнее время подшипник со ступицей объединяют в общий узел для повышения надежности.
Подшипник ступицы — одна из важнейших составляющих ходовой части, работоспособность и состояние которого определяет корректность работы подвески.
Классификация ступичных подшипников, конструктивные особенности
История ступичного подшипника начинается еще со времен телег и карет, когда движущей силой были лошади. С момента появления самоходного транспортного средства, возникла необходимость применения колесных подшипников, а также их постоянная модернизация и усиление конструкции.
Главной задачей инженеров, при проектировании конструкции по части связи “колесо-подвеска” стала реализация максимально надежное крепления колеса к ступице, а также его вращение с минимальным сопротивлением, низким уровнем шума, то есть колесо должно вращаться максимально свободно. Не допускается люфт, иначе колесо будет болтаться.
Важный вопрос касается надежности подшипников. Это высоконагруженная деталь, работающая на высоких оборотах и критических температурах. Такие нагрузки, как резкий перепад температуры, работа при повышенной влажности, обилие химических реагентов, ударные нагрузки при резком разгоне и торможении, толчки о полуосей, нагрузки при затяжных поворотах — должны “перевариваться” подшипником. Немаловажно, чтобы в подшипнике присутствовала высокотемпературная смазка.
Существует два типа ступичных подшипников:
радиально-упорный шариковый (однорядный или двухрядный);
Ступичный подшипник также используется на задней оси, обычно устанавливают радиально-упорный. Сегодня можно разделить подшипники на четыре поколения.
Основной подшипник, устаревшей конструкции, имеет один ряд подшипника, после полностью заменен двухрядным (HUB). Причем существует три поколения подшипников Hub Unit Bearings (I, II и III).
Первый представляет собой единый модуль, состоящий из двухрядных радиально-упорных подшипников и конических роликов. В конструкции применено одно наружное и два внутренних кольца, а расстояние между шариками подобрано максимально оптимально. При создании HUB-I учитывается целевое назначение и степень нагрузки для оптимизации угла контакта.
Подшипник с двух сторон имеет уплотнители, а внутренняя полость забита пластичной высокотемпературной смазкой, которой хватает на весь срок эксплуатации. Отмечается компактность такого подшипника, а также простота его замены.
Версия II является ступицей в сборе, где на корпусе имеются отверстия под болты крепления колеса либо шпильки. Также может располагаться разъем под датчик ABS и зубчатое колесо под датчик. HUB II устанавливается только на ведомую ось.
HUB-III отличается от первых двух тем, что каждое кольцо имеет собственный фланец (во внутренней и наружной стороне). Металл подшипников менее поддаются коррозии благодаря гальванической обработке. Дополнительно внутреннее кольцо фиксируется в осевом направлении, а внешнее соединено со ступицей. В зависимости от конкретной модели, предполагаемого веса автомобиля и степени нагрузки, рассчитываются размеры подшипников.
Важным достоинством подшипников Hub Unit Bearings I — III поколения является отсутствие радиального биения, что особенно эффективно при торможении, а также снижается общая вибрация колеса.
Самым первым поколением подшипников является — конический. Но у него есть серьезные недостатки: уязвимость к загрязнению, поэтому наличие пластикового защитного колпачка и сальника обязательно. Требуется частая замена смазки, а для затяжки ступичной гайки нужно следовать определенному моменту усилия, иначе пережатый подшипник создаст сильное сопротивление при вращении колеса, а также быстро перегревается, а недостаточно затянутый подшипник — усиленный люфт при вращении и повышенная вибрация на ходу. В обоих случаях ресурс подшипников резко снижается.
Признаки неисправности. Диагностика
Средний ресурс подшипников ступиц — 100 000 километров. Применение неоригинальных компонентов, а также установка больших колес значительно сокращает срок службы до 50 000 км минимум.
Первый признак неисправности можно услышать на ходу, а именно от колеса издается шелесть, превращающийся в гул с ростом скорости. В любом случае нужно вывесить колесо, вручную прокрутить рукой, а также подергать его, тогда вы поймете, есть ли люфт. Если вовремя не определить неисправность, есть риск заклинивания подшипника, а это может привести к ДТП, так как колесо резко блокируется. Как минимум, выходит из строя вся ступица, реже шаровая опора и крепеж колеса.
Самостоятельно и без проблем можно поменять подшипник только в сборе со ступицей. Здесь просто откручивается несколько болтов крепления ступицы к цапфе и узел меняется на новый. В любых других случаях требуется съемник для демонтажа, а также пресс или тиски с обоймой, для установки подшипника в обойму ступицы.
