Ступичные подшипники

Ступичные подшипники обеспечивают свободное вращение ступицы и связанного с ней колесного диска, снижая сопротивление крутящему моменту за счет оптимизации коэффициента трения. В конструкции автомобиля есть задние и передние ступичные вкладыши, оформленные как подшипник качения. С этими элементами связаны не только ступицы, но и поворотные кулаки. Поэтому ступичные подшипники можно назвать главным соединительным элементом, обеспечивающим сопряжение вала привода с автомобильными колесами. От работоспособности этого узла зависит плавность хода, управляемость и даже расход топлива.

Конструкция и принцип работы

Ступичные подшипники — один из самых нагруженных узлов в конструкции автомобиля. На конструкционные элементы этого узла давит вес машины и пассажиров, кроме того, они испытывают дополнительную нагрузку с векторами разной направленности. Тряска на неровной дороге, удар о кромку бордюра или лежачего полицейского, проседание амортизаторов при резком торможении — все это не проходит бесследно. Поэтому от качества деталей зависит общая безопасность дорожного движения. Ступичные подшипники должны быть качественными и исправными, иначе они спровоцируют ДТП на ровном месте и с непредсказуемыми последствиями.

Конструкция автомобильной ступицы предполагает использование подшипников качения, поскольку именно эта разновидность отличается высокой конструкционной прочностью и стойкостью к разнонаправленной нагрузке. Типовые подшипники качения состоят из следующих элементов:

• внутреннего кольца — оно контактирует с валом привода;
• тела качения (шарика, цилиндра или усеченного конуса) — оно нивелирует силу трения, за счет уменьшения пятна контакта с внутренним кольцом;
• сепаратора — вкладыша, распределяющего тела качения по всей окружности;
• внешнего кольца — оно контактирует со ступицей.

Кольца подшипника позволяет зафиксировать узел на посадочном месте, сепаратор распределяет нагрузку по их окружности, а шарики и ролики вращаются вместе с валом и ступицей. Габариты пятна контакта сводятся к точке соприкосновения тела качения и внешнего/внутреннего кольца. А чем меньше пятно контакта в узле сопряжения ступицы и вала — тем ниже сила трения.

Распространенные модели

Классификация построена на форме наполнителя и направлении восприятия нагрузки. В качестве наполнителя применяют шарики, цилиндры, усеченные конусы. Эти элементы вкладывают в гнезда сепаратора, который формирует один или два ряда тел качения. Особенности компоновки и связанного с ней направления восприятия нагрузки позволяют выделить несколько вариантов:

1. Радиальные модели цилиндрической формы.
2. Радиально упорные модели конической формы.

Обе группы относятся к закрытому или открытому формату узлов качения. В первом случае зазор между кольцами закрывают заглушками, что затрудняет загрязнение сепаратора и пространства между кольцами. Открытая компоновка предполагает регулировку и смазывание.

Радиальные модели ставят парами, каждый элемент фиксируется отдельно. Такой подшипник запрессовывается в ступицу, поэтому ремонт узла качения невозможен. Из-за этого автопроизводители предпочитают монтировать в ступицу только закрытые подшипники. Для компенсации люфта допускается усиление натяга при посадке подшипника на ось.

Радиально-упорные модели ставят парами, аналогично радиальному варианту. Монтаж выполняется путем слабого натяжения. Благодаря этой особенности можно использовать открытые подшипники. Они допускают тонкую регулировку люфтов.

Формат узла качения выбирается по типу вала привода. На ведущий вал монтируют радиальные модели, на ведомый — радиально-упорные. Например, у ВАЗовской «семерки» на передней оси стоят парные конические подшипники, а на задних ступицах — одинарные цилиндрические модели с телами качения в виде шарика.

Сколько служат ступичные подшипники

Типовая модель рассчитана на 100 тысяч километров пробега, но в целом ее ресурс зависит от многих факторов, поэтому радиальные и радиально-упорные модели могут «отходить» меньший или больший пробег. На срок службы любого узла качения влияют:

• допуски на размеры колец и тел качения;
• качество сборки;
• уровень защиты от пыли и влаги;
• периодичность и своевременность регулировки люфтов;
• стиль вождения.

Игнорирование сервисного обслуживания и регулировки люфтов, а также агрессивный стиль езды уменьшают ресурс узла качения. Низкое качество сборки и отклонение в размерах от допустимых параметров тоже приводят к преждевременному разрушению подшипника. В таких обстоятельствах возможно заедание колес или полный срыв диска.

Способы диагностирования неисправностей

Первым признаком проблем с подшипником можно назвать гул во время движения. Слабый шум говорит о начале проблем, которые можно устранить регулировкой. Неопытные водители игнорируют этот признак. Шоферы со стажем отправляются на диагностику ступицы даже при легком уровне шума.

Если пойти по пути новичков — в скором времени вы услышите хруст цилиндров, шариков или конусов, который сигнализирует о необходимости срочной замены подшипника. В большинстве случаев вместе с полностью изношенными узлами качения придется поменять и ступицу. Чтобы не доводить дело до крайностей, мы предлагаем провести самостоятельную диагностику. Для этого нужно:

• поднять машину на домкрате, подвесив заднюю или переднюю колесную пару;
• покрутить каждое колесо пары, фиксируя заедание и вслушиваясь в шум в ступице;
• сместить диск вверх-вниз, чтобы оценить уровень люфта при изменении вектора нагрузки.

При обнаружении люфта в необслуживаемых моделях нужно заменить всю ступицу в сборе. Радиально-упорные модели допускают незначительные смещения при резком изменении вектора нагрузки. Цилиндрические модели болтаются на валу только при сильном износе подшипника, который исправляют полной заменой ступицы. Люфт в конических узлах исправляют регулировкой.

Как регулируют ступичные подшипники

Чтобы убрать люфт в узле качения, нужно подготовить набор отверток и гаечных ключей, пассатижи и молоток. Процесс регулировки выглядит следующим образом:

• авто поднимают на домкрате;
• проблемное колесо демонтируют;
• со ступицы сбивают защитный колпак;
• под колпаком находится стопор, для извлечения которого нужно отогнуть фиксаторы (усики);
• ослабленную ступицу поджимают к валу, закрутив фиксирующую гайку до упора, с максимальным усилием;
• для разблокирования возможности вращения ступицы на валу, фиксирующую гайку откручивают на четверть оборота;
• чтобы зафиксировать текущее положение гайки, монтируют стопор и колпак;
• в финале на ступицу ставят колесо и проверяют люфт еще раз.

Если после всех усилий люфт не ушел, или вы услышали хруст при попытке раскрутить колесо, следует сменить подшипник или приобрести новую ступицу в сборе. В гаражных условиях для запрессовки хватит обычных слесарных тисков. Он сопротивляется установке только при деформации посадочного места, а этот дефект уже не исправить. Придется приобрести новую ступицу.