что делает ступичный подшипник
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.
Ступица и подшипник ступицы. Краткая памятка автомобилисту
Назначение ступицы
Конструктивные особенности ступиц
Подшипники ступицы могут быть установлены различным способом, который зависит от того, на какие колеса они монтируются:
Ведущие неуправляемые колеса. Ступица воспринимает усилия передаваемые дифференциалом на полуось, которая предусматривает для крепления цапфу или фланец.
Ведомые неуправляемые колеса. Ступица и подшипники представляют собой единую конструкцию. Для крепления ступицы на заднем мосте предусмотрен рычаг.
Ведущие управляемые колеса. Для передачи вращательного движения используется ШРУС.
Ведомые управляемые колеса. Установка осуществляется с помощью поворотного кулака.
Кроме этих вариантов, существуют другие, которые соответствуют техническим особенностям конструкции автомобиля.
Назначение подшипника ступицы
В автомобилях устанавливают различные типы подшипников ступицы:
При выборе типа ступичных подшипников принимают во внимание то, что нагрузка на элементы снижается в зависимости от увеличения контактной площади. Конические подшипник наиболее полно отвечают этому требованию, поэтому многие автопроизводители отдают предпочтение им. Нередко они устанавливаются парами, что позволяет компенсировать действие разнонаправленных нагрузок, или используются двухрядные подшипники.
Торцевая часть подшипников защищена специальным кольцом, благодаря которому внутрь узла не проникают загрязнения и влага, а также исключается вытекание смазочного материала. Подшипник с поврежденным защитным кольцом подлежит замене.
Виды подшипников ступицы
Подшипники нулевого поколения можно встретить только на раритетных моделях автомобилей. Они изготавливались обслуживаемыми, поэтому нуждались в регулярной смазки и регулировке. Их сменили подшипники первого поколения типа HUB-I, замена которых выполняется отдельно от ступицы.
Более совершенными считаются подшипники HUB-II. Второе поколение подшипниковых узлов предусматривает фланец, на котором имеются отверстия для крепления на подвеске.
Ступичные подшипники HUB-II и HUB-IІІ предусматривают кассетные уплотнители, которые обеспечивают выход газов и служат защитой от влаги и грязи.
HUB-IV конструктивно объединены со ШРУСом, а подшипники пятого поколения интегрированы с тормозными дисками. В настоящее время эти разработки находятся на стадии испытаний, поэтому встречаются редко.
Ступичные подшипники, интегрированные с ABS
Антиблокировочная система устанавливается на многие модели современных автомобилей, поэтому ступичные узлы служат местом крепления датчиков и сенсоров. На смену традиционным зубчатым колесам приходит новейшие магнитные энкодеры. Последние имеют переменные участки магнитных полюсов, благодаря которым осуществляется передача информации о скорости вращения колеса на сенсор.
Магнитные энкодеры обладают небольшой массой и способны считывать данные даже на самых малых скоростях. Вес активных датчиков также невелик, а их монтаж выполняется намного проще по сравнению с более ранними моделями.
Поломки ступичных подшипников
гул, тональность которого изменяется в зависимости от скорости движения;
потеки смазки, указывающие на разгерметизацию;
чрезмерный нагрев узла;
дефекты, которые определяются визуально.
На долговечность подшипника ступицы влияет стиль вождения и качество дорожного покрытия. Оба фактора существенно снижают заявленный производителем ресурс детали, поэтому при проведении ТО обязательно следует обращать внимание на ее состояние. При выявлении неисправности ходовой части необходимо незамедлительно ее устранить, чтобы не допустить аварии. Ступичный подшипник, как и сама ступица, не подлежат ремонту, и требуют замены, причем только со стороны, которая в этом нуждается.
Экономить себе дороже. Что нужно знать о проверке и замене ступичных подшипников
В движении появился гул? Если при смене направления, в поворотах, он изменяет свою тональность, ослабевает или усиливается, это, скорее всего, «просится» на замену ступичный подшипник.
Не стоит затягивать
На старых автомобилях ступичные подшипники и стоили недорого, и ходили долго, к тому же возникающий люфт до поры до времени подвергался регулировке. С другой стороны, «перетянуть» узел тоже было дело нехитрым… В современных моделях подшипники уже нерегулируемые, нередко идут в сборе со ступицей, соответственно стоят недешево. Что еще хуже, срок их службы часто не превышает 100 тыс. км. Почему?
В отличие от некоторых других узлов ступичный подшипник заранее «сообщает» повышенным шумом о своем износе и дает возможность владельцу не спеша подумать о ремонте и доехать до сервиса. Но злоупотреблять его «терпением» не стоит. Да, как правило, износ прогрессирует, шум усиливается, но еще несколько тысяч километров узел способен проходить. Но случается и внезапное разрушение, а там как повезет. В лучшем случае вы просто не сможете ехать дальше с болтающимся колесом. В худшем, если подшипник заклинит во время движения, это чревато аварийной ситуацией или повреждением других деталей ходовой части. Оно вам надо?
Также подшипник проверяется на люфт: вывешенное колесо покачивается в вертикальной плоскости (вверх-вниз, от себя на себя). Здесь важно убедиться, что обнаруженный люфт имеет именно подшипник, а не другие детали ходовой части. Кстати, такая проверка не будет лишней при каждом техобслуживании автомобиля, даже если в движении характерных шумов подшипники не издают.
Нюансы замены
Мы уже говорили о том, что в современных моделях ступичные подшипники могут идти в сборе со ступицей, что влияет на общую стоимость узла. С другой стороны, агрегатная замена имеет свой плюс: по идее работа проще и стоит дешевле, к тому же исполнителю труднее «напортачить» в процессе монтажа/демонтажа. Хотя даже здесь могут быть нюансы.
Если подшипник меняется отдельно от ступицы, это, как правило, означает больший объем выполняемых работ, а возможно, и применение дополнительной оснастки. Например, все равно придется снимать ступицу, выпрессовывать старый подшипник, впрессовывать новый, ставить весь узел на место. И здесь возможностей для форс-мажора более чем достаточно: на ведущих колесах может оказаться проблемой снятие ступицы с приводного вала; если говорим о передних колесах, то, возможно, придется снимать поворотный кулак, а это дополнительные операции по отсоединению шаровой опоры, рулевых тяг и т.д.
К тому же в некоторых моделях замена подшипника тянет за собой дополнительные операции и потери. Скажем, узел не демонтировать без снятия датчика ABS, а тот «закоревает» настолько, что приходится его буквально выковыривать и в дальнейшем устанавливать новый. И это увеличивает стоимость всего ремонта.
Опять же для демонтажа/монтажа самого подшипника необходимо применять специнструмент (пресс, оправку), потому как, забивая молотком, можно повредить как посадочные места, так и сам новый подшипник. А если у вас «раритет» с регулируемыми подшипниками, то здесь задача их не «пережать» и не «недожать», в противном случае новые детали прослужат недолго.
Думаете, как сэкономить на ремонте? В нашей базе объявлений более 82 тысяч предложений по запчастям
Подшипник ступичный: для чего предназначен и как проверить ступичные подшипники
Ступичный подшипник – элемент для крепления колеса к ступице или поворотному кулаку. Указанный подшипник напрямую интегрирован в саму ступицу, так как непосредственно отвечает за возможность свободного вращения колеса.
Другими словами, ступица, подшипник (подшипник колеса) и некоторые другие детали (например, шпильки) являются единой конструкцией, которую принято называть колесной ступицей в сборе.
При этом ступичный подшипник является важной составляющей. Далее мы рассмотрим, что такое подшипник ступицы, как он устроен, какие типы ступичных подшипников бывают и т.п.
Ступичные подшипники: какими бывают подшипники ступицы, особенности и эксплуатация
Начнем с того, что простейшие ступичные подшипники начали устанавливать еще в те времена, когда активно использовались кареты и телеги, а основной движущей силой был не двигатель внутреннего сгорания, а лошади.
Однако в дальнейшем различные виды транспорта начали активно развиваться. Что касается автомобилей, двигатели становились все мощнее, средняя скорость авто стала увеличиваться.
Сами ступичные подшипники должны быть надежными, так как подвержены серьезным нагрузкам (например, перепады температур, работа в условиях повышенной влажности и загрязненности, воздействие химических реагентов с дороги, ударные нагрузки, рывки и толчки приводов, нагрузки при торможении, во время прохождения поворотов и т.п.).
Итак, если в целом рассматривать ступицу колеса автомобиля, можно выделить два типа ступичных подшипников:
Такие элементы активно используются на разных осях, как на передней, так и на задней (например, подшипник передней ступицы или задний ступичный подшипник). Если рассматривать типы подшипников более подробно, можно выделить целых 4 поколения ступичных подшипников.
Основным является деление на однорядные ступичные подшипники и подшипники HUB. При этом следует отметить, что простой однорядный подшипник уже достаточно давно был заменен на более современные версии подшипников Hub Unit Bearings или HUB.
Первый вариант является цельным узлом, который включает в себя двухрядный радиально-упорный шариковый или двухрядный роликовый конический подшипник. Конструктивно имеется 1 внешнее кольцо, 2 внутренних кольца, а также набор шариков или роликов, между которыми зазоры подобраны наиболее оптимально. Также реализована оптимизация угла контакта подшипника с учетом нагрузок и целевого назначения конкретного ТС.
Такой подшипник имеет уплотнители и внутри наполнен особой пластичной смазкой, которая рассчитана на весь срок службы элемента. Также это подшипник компактный, прост в установке (например, отсутствие прокладок-распорок для регулировки упрощает монтаж), на машинах с ABS элемент может иметь специальный датчик антиблокировочной системы.
Версия HUB-II отличается от первого типа наличием специального фланца на внешнем кольце подшипника. Указанный фланец получает шпильки или отверстия под болты, крепится к ступице или тормозному диску.
Такие подшипники используются вместе с вращающимся внешним кольцом и ставятся на ось автомобиля, которая не является ведущей (как на переднюю, так и на заднюю). Другими словами, на авто может стоять HUB-II подшипник ступицы передней или задней на не ведущих осях.
Как и в первом случае, датчик ABS интегрируется в ступицу. Если сравнивать HUB-II с предшественником, монтаж еще более упрощен, также удалось снизить вес и сделать решение компактнее HUB-I.
Ступицы с HUB-III отличаются от предыдущих версий тем, что 2 кольца подшипника (внешнее и внутреннее) получили фланцы. Чтобы в местах соединения не возникала активная коррозия, детали имеют особое гальваническое покрытие.
Нагрузка распределяется динамически и значительно уменьшена за счет наличия отдельного внутреннего кольца, которое использовано для отдельного ряда тел качения. Внутренне кольцо монтируется на полуось посредством шлицевого соединения, через него передается крутящий момент.
Еще внутреннее кольцо зафиксировано дополнительно в осевом направлении, а внешнее кольцо прикреплено к ступице. Внутренне кольцо, которое вращается, крепится к тормозным дискам. Размеры всего ступичного узла рассчитываются под авто конкретной марки и модели.
Главным преимуществом подшипников данного типа принято считать максимально сниженное значение радиального биения. В свою очередь, это в значительной степени снижает вибрации колеса, особенно в момент торможения.
Также шлицевое соединение позволяет достаточно просто устанавливать подшипник, а также снимать его в рамках замены. При этом соединение позволяет получить точную посадку.
С учетом всех преимуществ подшипники данного типа ставятся на многие современные авто. Например, передние подшипники ступицы HUB-III активно используются на переднеприводных машинах.
Причина очевидна — подшипники передней ступицы третьего поколения являются лучшим решением, выдерживают большие нагрузки, минимизируют вибрации, позволяют устанавливать датчики системы ABS и т.д.
Признаки неисправности и диагностика: как проверить подшипник ступицы передний или задний
Как правило, ступичные подшипники в среднем «ходят» около 100 тыс. км. Однако езда по плохим дорогам, высокие нагрузки и агрессивная эксплуатация ТС может привести к тому, что данные элементы требую замены уже к 50-60 тыс. км. пробега.
Также к быстрому выходу из строя детали приводит установка неоригинальных запчастей среднего и низкого качества, плохая смазка и нарушения уплотнений, ошибки при установке и сильный натяг во время посадки.
Основным признаком начинающихся проблем со ступичным подшипником является то, что во время движения можно услышать характерный низкочастотный гул. При этом неисправность подшипника ступицы колеса зачастую диагностировать на слух сложно. Если точнее, может казаться, что гудит передний ступичный подшипник, в то время как детальная проверка выявляет неполадки ступицы на задней оси.
В любом случае, игнорировать проблему нельзя, тем более, если шум усиливается. Важно понимать, что износ подшипника ступицы колеса со временем вместо гула сменится на хруст и треск, после чего подшипник разрушится и ступицу колеса заклинит.
В свою очередь, заклинивание приведет к поломке шаровой опоры, деформации рычага подвески, полуоси и т.п. Если ступичный подшипник заклинит на высокой скорости, это может стать причиной серьезных поломок авто и ДТП.
Если просто, например, во время поворота налево кузов кренится вправо, нагрузка на правое колесо увеличивается, а левое разгружено. Получается, если на машине на скорости 15 км/ч резко повернуть влево, при этом гул исчезнет, тогда может быть неисправен левый ступичный подшипник. Если гул пропадет при повороте руля вправо, тогда проблемным можно считать подшипник в правом колесе.
Обратите внимание, люфты могут возникать и по причине проблем с подвеской или рулевым управлением. Чтобы исключить этот фактор, пригласите помощника, который сильно нажмет на педаль тормоза. Пока педаль нажата, нужно раскачивать колесо в вертикальной плоскости.
Если люфт есть при нажатой едали тормоза, тогда неисправна подвеска. В случае, когда люфта нет, неисправен подшипник ступичный передний или задний. В любом случае, подшипник на переднюю ступицу или заднюю потребует замены.
Данную процедуру можно сделать как на станции техобслуживания, так и самостоятельно в условиях обычного гаража. Единственное, потребуется набор инструментов, а также определенные навыки по замене подобных деталей.
Важно не только снять подшипник и поставить новый, не допуская ошибок (выставить зазор, не повредить уплотнение и т.д.), но и правильно запрессовать деталь. Запрессовка в отверстие осуществляется через оправку, которая приставляется к наружному кольцу, а во время монтажа на ось через оправку усилие распределяется на внутреннее кольцо.
Что в итоге
Как видно, ступичный подшипник выполняет достаточно не сложную функцию, однако является не самым простым узлом в плане конструкции. Особенно это справедливо в том случае, если речь идет о подшипниках последних поколений (HUB-II и т.д.).