Коли мова заходить про кульовому пальці, то мається на увазі кульова опора підвіски автомобіля. Однак це не єдине місце, де застосовується подібне технічне рішення. Аналогічні пристрої можна зустріти в рульовому управлінні, в направляючих капотів автомобілів. Всі вони працюють за одним принципом, тому методи діагностики та ремонту однакові.

Де застосовуються кульові опори?

Основним місцем застосування кульових пальців є з’єднання поворотного кулака з важелями підвіски автомобіля. Це рішення дозволяє маточин керованих коліс змінювати своє положення в горизонтальній площині, залишаючись нерухомими у вертикальній.

Раніше, коли на автомобілях застосовувалася в основному залежна підвіска, роль поворотних шарнірів відводилася шкворням. Вони були масивними і вимагали постійного обслуговування: чищення, змащення. Потім шворні перекочували на авто з незалежною підвіскою. Маючи великий ресурс, ці вузли могли служити весь період експлуатації машини. У зв’язку з цим, виникає питання: «Яка необхідність була в заміні шворнів кульовими опорами?»

Причина полягала в тому, що крім того, що кульові пальці поліпшували керованість машини, вони не вимагали обслуговування, на відміну від шворнів. Але розплатою за зручність стала часта заміна цих елементів. Фактично вони стали витратним матеріалом.

Крім цього, існують кульові опори в задній підвісці. Вони застосовуються на автомобілях із незалежною важільної підвіскою. Така конструкція дозволяє змінювати положення одного колеса на нерівній дорозі, не змінюючи положення іншого. За рахунок цього машина залишається більш стійкою при русі.

Крім підвіски, ці вузли присутні в конструкції рульової трапеції. Там вони виконують роль рухливих з’єднань рульових тяг. Саме вони передають зусилля від рульового механізму, змінюючи кут поворотного кулака.

Пристрій

На зорі своєї появи кульова опора була розбірної і являла собою шарнір, поміщений в сталевий бокс. Діаметр кульового пальця становив від 7 до 25 мм. Знизу шарнір поджимался пружинами, а корпус мав можливість заміни змащення під час технічного обслуговування. З впровадженням полімерів в автомобільній промисловості внутрішні пружини були замінені пружними капроновими вставками, всередині яких обертався шарнір. Щоб зробити опору необслуживаемой, її корпус зробили нерозбірним, а мастило стала набиватися при встановленні під гумовий чохол.

До теперішнього часу майже всі кульові опори на легкових автомобілях перейшли в розряд проблемних. Тобто вони не потребують заміни мастила протягом терміну експлуатації.

Кульова опора в підвісці автомобіля

Палець кульовий опори жорстко закріплений на важелі підвіски. Є кілька типів кріплення:

  1. Опора, приурочена з допомогою трьох болтів або заклепок. Ця різновид лояльна по відношенню до автомобілістам. Її можна легко замінити, не вдаючись до методу пресування.
  2. Опора, інтегрована в важіль. Цей варіант вимагає заміни важеля в зборі, або заміни опори з наступним пресуванням.

Також буває різновид кріплення опори в важелі за допомогою стопорного кільця. Це варіант є компромісним між першими двома.

Є думка, що нероз’ємний варіант є маркетинговим ходом автомобільних компаній. Оскільки кульовий палець є витратним матеріалом, то змінюючи його, доводиться міняти і важіль підвіски, а заодно і сайлентблоки.

Нерідко умільці в цілях економії коштів, змінюючи палець у нерозбірному з’єднанні, приварюють корпус кульової опори до важеля підвіски для жорсткості. Робити цього у жодному випадку не можна з двох причин. По-перше, зварювання не витримує динамічні навантаження, що виникають при русі по нерівностях, по-друге, при зварюванні деталей виникає величезна температура, расплавляющая пластик всередині деталі, а також змінює властивості мастила. Деталь після такої фіксації працювати довго не буде.

Способи кріплення

Кількість кульових опор підвіски залежить від її конструкції. Найбільш часто зустрічається підвіска «Макферсон» має одну опору з боку кожного колеса. Тоді як двоважільна підвіска включає в себе верхній і нижній кульові пальці. Це пов’язано з тим, що в підвісці «Макферсон» функцію верхньої кульової бере на себе опорний підшипник стійки.

Кріплення опори до поворотного кулака здійснюється за допомогою гайки з пластиковими вставками, що перешкоджають відвернення, або гайкою зі шплінтом. Є більш рідкісний варіант кріплення, застосовується в основному на автомобілях бізнес-класу, наприклад, Audi A6. Тут опора кріпиться за допомогою затискних болтів. Таке кріплення забезпечує більш надійне з’єднання, але разом з тим створює проблеми при демонтажі. Цей болт часто закисає настільки, що зняти його не представляється можливим. Навіть за допомогою випресовки. Тому крім опори доводиться міняти поворотний кулак.

Палець в рульовому управлінні

Рульове управління до кульового пальця пред’являє інші вимоги, ніж підвіска. Якщо в останній елемент служить опорою і несе на собі вагу автомобіля, то в рульової трапеції він просто передає зусилля, що змінює кут поворотних коліс. Тому він виконаний в менших розмірах і має іншу конструкцію.

З боку пальця ця деталь кріпиться в сошке поворотного кулака або в сошке колісних стійок (у разі підвіски «Макферсон»), а корпус за допомогою різьбового з’єднання фіксується до рульової тяги. Сам корпус має витягнуту форму з довгою різьбовий частиною. Ця різьба служить не тільки для фіксації, але і для регулювання сходження керованих коліс. Тому після заміни кульових пальців рульових тяг необхідно робити розвал-сходження.

За типом конструкції кермові наконечники можуть розрізнятися. Сам палець кульовий рульової тяги розташовується всередині небудь цілісного пластикового вкладиша, або всередині роз’ємного металевого. Всередині наконечника між вкладишем і корпусом знаходиться сталева пружина, що забезпечує щільне прилягання вкладиша до пальця по мірі зносу.

Захист за допомогою пиляків

Під час роботи кульові пальці постійно піддаються впливу навколишнього середовища. Щоб захистити деталь від бруду і пилу, а також зберегти мастило на поверхні шарніра, кульова закривається гумовим пильником, який фіксується за допомогою сталевих кілець.

В процесі експлуатації пильовики можуть пошкодитися. Це призведе до неминучого виходу з ладу деталей. Тому під час кожного технічного обслуговування слід оглядати гумові пильовики. Розтріскування також неприпустимо.

Причини несправності

Причин, за якими кульові опори виходять з ладу, кілька:

  1. Ударні навантаження, пов’язані з нерівністю дороги.
  2. Непомічений вчасно порваний пильовик. Внаслідок цього на тертьові поверхні потрапляє бруд, що є абразивом.
  3. Неякісні деталі. Використання неякісних аналогів приводить до швидкого виходу з ладу не тільки кульових опор, але і підвіски в цілому.

Дізнатися про те, що пора міняти шарові опори або кермові наконечники, можна за биття коліс. Проїжджаючи через таку перешкоду, як трамвайні колії, можна почути характерні стуки, що видаються кульовими опорами, керманичами наконечниками і сайлентблоками важелів підвіски. Щоб уточнити, що саме викликає стук, потрібно вивісити керовані колеса і покачати їх з боку в бік. Якщо з’являється люфт при погойдуванні у вертикальній площині, то зношені кульові опори, якщо люфт відображається в горизонтальній площині, отже, знос в рульових наконечниках. На жаль, цей люфт можна усунути лише заміною деталей.

Демонтаж опори в підвісці

В залежності від конструктивних особливостей автомобіля демонтаж пальця кульової опори відбувається в різній послідовності. Однак принцип використовується один.

Розглянемо заміну цієї деталі на прикладі машини з підвіскою «Макферсон». Заміна тут більш проста, ніж на двоважіль підвісці, тому що на одне колесо доводиться тільки одна опора. Послідовність дій:

  1. Вивісити машину на підйомнику. Якщо його немає, то підняти на домкраті автомобіль з одного боку, після чого вивісити його на козлах, попередньо встановивши противідкатні упори і стоянкове гальмо.
  2. Викрутити гайку, фіксуючу опору у важелі. Якщо замість гайки кульова зафіксована затискним болтом, то викрутити його. Затискні болти часто прикипають, тому перед тим, як вийняти, його потрібно обробити проникаючої мастилом. Трапляється, що цей метод також не допомагає, тоді залишається нагрівання болта за допомогою газового пальника.
  3. Від’єднати нижній важіль підвіски від підрамника. Цей етап виконується в разі, якщо кульова опора йде як єдине ціле з важелем.

У разі фіксації опори за допомогою затискного гвинта, діаметр пальця розтискається клином. Якщо немає в наявності відповідного клина, його можна замінити слюсарним зубилом.

При варіанті, коли палець затягується за допомогою гайки, кульова опора знімається за допомогою знімача.

Він встановлюється однією стороною між пильником і отвором, в яке входить кульовий палець, а іншою стороною впирається в сам палець. Потім, при загвинчуванні болта знімача, створюється зусилля, що виштовхує палець з посадочного отвору поворотного кулака.

Що робити, якщо поломка сталася в дорозі?

Бувають випадки, коли кульовий палець потрібно поміняти в дорозі, а знімача немає. Як бути в цьому випадку? Замість знімача потрібно використовувати монтировку і важкий молоток. Після повернення фіксує гайки потрібно вставити монтировку між поворотним кулаком і нижнім важелем. Зусилля потрібно прикладати в напрямку виштовхування кульової опори. Одночасно з цим потрібно постукувати молотком по тій частині поворотного кулака, в якій фіксується кульова опора.

Цей метод часто використовувався при заміні кульових пальців ВАЗ-2101 — ВАЗ-2107, які нерідко ламалися в дорозі.

Зворотна збірка

Якщо заміна кульового пальця відбувається за допомогою трьох болтів, якими він фіксується в важелі, то зворотна збірка не становить праці. Виконуються всі ті ж дії, тільки в зворотній послідовності. Також деталь нескладно поміняти, якщо вона зафіксована за допомогою стопорного кільця. У цьому випадку пружинисте кільце розтискається, витягується стара деталь і встановлюється нова.

У разі якщо кульова опора запресована в посадочне місце, краще замінити весь важіль. Причина полягає в наступному. Навіть якщо вдасться запресувати нову опору в важіль, посадкове отвір буде мати більший розмір, ніж при первинній установці. Тому надійність фіксації буде меншою. Наскільки фіксація буде слабкіше, ніхто не знає. Тому краще не ризикувати і поставити новий важіль з опорою в зборі.