Кульові опори у будові автомобіля: конструкція, несправності, діагностика та ремонт

Кульова опора (кульовий шарнір) - елемент підвіски, який використовується на осі, де розташовані керовані колеса автомобіля та здатний забезпечити надійне та жорстке кріплення важеля до маточини колеса. Основне завдання зводиться до того, щоб забезпечити можливість повороту маточини без зміни положення колеса горизонтальній площині при вертикальному переміщенні.

При цьому в процесі експлуатації автомобіля на даний елемент приходять великі навантаження, що може стати причиною передчасного виходу такої деталі з ладу. Далі ми докладно розглянемо, як улаштовані та працюють кульові, а також які ознаки вказують на несправність даного елемента.

Опора кульова: як влаштована та працює

Почнемо з того, що є певний набір жорстких вимог щодо положення коліс щодо дорожнього покриття. Що стосується керованих коліс, також дуже важливо забезпечити можливість маневрування.

Якщо просто, колеса повинні бути надійно закріплені і одночасно повинна бути реалізована легкість та ефективність кермового керування. При цьому саме кульова опора дозволяє повертати колеса та з'єднує маточину керованого колеса з важелями підвіски.

Якщо розглядати історію створення, кульові опори були створені як альтернативне рішення з метою заміни шкворневого механізму. Спочатку такі опори стали елементами передньої підвіски задля забезпечення повороту колеса навколо вертикальної осі.

• При цьому конструкція кульової опори після низки доробок досить давно залишається незмінною. Якщо перші версії були двома штампованими частинами корпусу, які з'єднувалися точковим зварюванням, далі було розроблено литу опору з різьбовою кришкою. Також кульові бувають обслуговуваними і такими, що не обслуговуються.

Сьогодні найбільш поширена конструкція кульової опори така, що не обслуговується. Таке рішення включає:

• палець із кулею;
• різьблення;
• корпуси зі сферичною виїмкою;
• пильовик.

Пильовик створений для захисту від вологи та бруду, надягається на палець і запобігає попаданню води та абразиву всередину корпусу кульової, який заповнений спеціальним мастилом. Функціонально шарові шарніри забезпечують у момент вертикального переміщення колеса фіксоване положення в горизонтальній площині.

Це можливо завдяки тому, що кульовий палець може обертатися в корпусі та розгойдуватися на певні кути. Виходить, це кульова деталь, яка в площині кріплення забезпечує як лінійні, так і обертальні переміщення пальця.

З урахуванням навантаження та особливостей роботи, кульові виготовляються із сталі. Також для зниження тертя робочих поверхонь сферичне поглиблення корпусу має особливе покриття із пластику або полімеру.

Однак є кульові опори, де такого покриття немає (переважно на старих імпортних авто, а також вітчизняний автопром). Причина – якщо на моделі стоять розбірні шарові опори, люфти в них можна усунути шляхом підтяжки кришки.

За способом кріплення кульових можна виділити два типи:

• кульова кріпиться болтами до важеля;
• кульова запресована в важіль або є єдиним цілим із вузлом.

У першому випадку, якщо кульова вийде з ладу, деталь, закріплена болтами, змінюється на нову. При цьому фіксація здійснюється тими ж болтами. У другому випадку необхідна заміна важеля підвіски із кульовою опорою в зборі.

Зрозуміло, другий варіант більш дорогий, тому що крім кульових, які швидко виходять з ладу, доводиться змінювати і сам важіль (найчастіше, що знаходиться в хорошому стані). Така конструкція більшою мірою характерна для німецьких та японських авто.

На практиці, запресовані в важіль кульові служать довше за знімні, проте про суттєве збільшення терміну служби говорити не можна. Справа в тому, що кульова знаходиться під великими навантаженнями (маса авто спирається на невелику площу поверхні кулі).

Якщо до цього додати пасажирів, вантажі та удари при їзді, навантаження значно збільшується. Тому, якщо потрібна кульова опора на ту чи іншу модель машини, при виборі краще віддавати перевагу тільки дорогому оригіналу або рішенням, близьким за якістю. Це означає, що слід відразу відкидати дешеві пропозиції та аналоги.

Скільки кульових опор встановлено у підвісці машини

Зазначимо, що сьогодні в конструкції передньої підвіски найчастіше використовують два кульові шарніри, тобто по одній кульовій на колесо. Однак є ще варіант, коли є відразу дві кульові на одному колесі:

• верхня кульова опора;
• нижня кульова опора.

У другому випадку використання відразу двох кульових часто практикується в конструкції позашляховиків та авто підвищеної прохідності. Ще додамо, що зрідка зустрічаються автомобілі, де кульових шість, тобто по три на кожному колесі.

Також слід зазначити, що на авто з незалежною задньою багатоважелевою підвіскою кульові опори задніх коліс також можуть бути застосовані в конструкції. З одного боку, що більше кульових шарнірів використано, то краще. Збільшення кількості опор автоматично збільшує термін їхньої служби, оскільки навантаження рівномірно розподіляється між елементами.

Однак це також може утруднити пошук несправності в підвісці, а також робить ремонт більш складним і дорогим, тому що доводиться купувати більше дорогих запчастин і виконувати багато додаткових робіт в рамках діагностики, заміни та подальшого складання.

Заміна кульових опор: коли потрібна

Отже, заміна кульової опори є обов'язковою процедурою у разі найменших ознак несправності даної деталі. При цьому заміна кульових опор має починатися з діагностики та перевірки. Як правило, проблеми з цим вузлом можна виявити самостійно.

На неполадки вкаже необхідність прикладати більше зусиль для повороту керма, скрипи, стукіт у підвісці на високій швидкості та при проїзді нерівностей тощо. Ще на розбитих кульових машинах починає «виляти» по прямій, не тримає дорогу, передні колеса «плавають».

Також можна помітити, що гуму починає «під'їдати» (нерівномірне зношування протектора), при спробі зробити розвал-сходження кути установки коліс виставити не вдається.

Само собою, у подібній ситуації потрібна термінова заміна кульової, оскільки ігнорування проблеми призведе до серйозніших наслідків для автомобіля, а також впливає на стійкість та керованість ТЗ. З урахуванням того, що купити кульову опору на переважну більшість марок і моделей не складе труднощів, заміна цілком може бути виконана в найкоротші терміни як самотужки, так і на СТО.

Підведемо підсумки

Як видно, кульова опора є відносно простим у плані конструкції, проте важливим елементом пристрою підвіски автомобіля. Тому важливо стежити за тим, щоб постійно навантажені кульові завжди були в справному стані.

Пам'ятайте, надійність кульових опор та справний стан безпосередньо впливає не лише на комфорт, а й на безпеку. Насамкінець зазначимо, що на території СНД, де дороги не найкращої якості, заміна кульових є рядовою і досить частою процедурою.

З цієї причини потрібно проводити регулярну діагностику та ремонт ходової частини, окремо перевіряти та змінювати при необхідності кульові опори, сайлентблоки, важелі, амортизатори тощо.

Також слід своєчасно робити розвал-сходження та стежити за станом покришок. Тільки такий підхід дозволить отримати бажаний комфорт, а також кращу керованість та стійкість на будь-яких швидкостях.