Ступица в автомобиле - виды, неисправности, замена ступицы

Ступица колеса

— деталь, предназначена для установки колеса автомобиля на ось, именуемой цапфой. Подшипники ступицы, в таком соединении, являются ключевым элементом не только ступицы, но и всей ходовой части в целом, так как именно они отвечают за управляемость автомобилем и во многом обеспечивают безопасность водителя.
фотогалерея:
Предназначение ступицы – соединение между собой вала и колесного диска для передачи крутящего момента. С одной стороны ступица авто насаживается на вал, а с другой – она имеет специальное посадочное место для сопряжения с колесным диском. Через ступицу передается вращательное движение с оси коленвала на колесо. Также к ней крепится тормозной диск, поэтому она участвует и в торможении. Вращается колесо благодаря подшипникам ступицы.

Что такое ступица в автомобиле

Это очень значимый элемент любого автомобиля, который соединяет между собой две детали, вал с диском колеса, отвечающими за крутящий момент. Как выглядит автомобильная ступица? Одна ее сторона насажена непосредственно на вал, а другая соединена с диском колеса и имеет для этого особое место.

Вращение оси коленвала передается прямо на колесо машины через ступицу. К ней также крепится тормозной диск, потому она – важная составляющая тормозной системы машины. Вращение колеса машины осуществляется за счет подшипников.

Устройство детали позволяет ей выполнять следующие функции и задачи:

Передача крутящего момента.
Фиксация автомобильного диска.
Удержание всех узлов на полуоси.
Обеспечение нормального вращения колеса.
Надежная фиксация тормозного диска и тормозного барабана.

В некоторых машинах конструкция задней оси вообще не предполагает наличия ступицы колеса. На таких автомобилях цапфа фиксируется на основании балки. Принцип работы в этом случае базируется на применении двух радиально-упорных роликоподшипников. Таким образом, внутренняя обойма обоих роликоподшипников одевается на ось, а наружные запрессовываются в барабан.

Шпильки для крепления колеса при подобной конструкции монтируются непосредственно в барабан. Уровень прижатия обойм к телам качения при этом регулируется моментом затяжки болта либо гайки.

Особенности крепления ступицы к колесу

Ступица обычно крепится к колесу при помощи разнообразных подшипников. Крепление осуществляется на балку моста или ось вращения, которую еще называют цапфой. Также на ступице предусмотрено наличие фланца. На фланце обычно закрепляется диск колесного тормоза, если тормоза являются дисковыми. Если тормоза барабанные, осуществляется крепление барабана на фланце.

Чертеж

Чертеж любой ступицы достаточно прост для понимания. Труба колесной оси (4) и вал (5) соединяются посредством сварки. Пара роликоподшипников (2) хорошо и надежно защищена от попадания песка и пыли со стороны оси (4) с помощью защитной шайбы (3), а со стороны гайки (7) посредством специального колпака (8), который вставляется в корпус с натягом.

Для съема колпака применяется болт (9). Настройка люфта подшипников (2) выполняется прижимной шайбой (6) и корончатой гайкой (7). Гайка (7) фиксируется шплинтом через отверстие вала (5). Корпус (1) хорошо крепится к деревянному колесу (10) посредством нескольких винтов (11). Пространство внутри ступицы при этом заполняется специальной смазкой.

Как выглядит и как устроена

В момент езды ступица, в основном, берет на себя очень существенную нагрузку. Дабы она могла с ней справиться, ее делают таким образом: берется цельнолитая стальная заготовка и обрабатывается на токарно-фрезерном станке нужная деталь.

Устройство механизма простое: это круглый элемент с внешним ободом, где находятся специальные отверстия.

Функции ее компонентов:

На внешнем ободе есть специальные отверстия, чтобы ввинчивать туда направляющие болты и втулки, удерживающие колесо. Иногда вместо болтов можно встретить шпильки, которые прикручиваются посредством гаек.
В машинах, где работает АБС, есть особое место для АБС-датчика.
Внутренняя часть механизма используется для установки туда роликоподшипников.
Отверстие со шлицами используется, чтобы установить туда полуоси шруса.

Для вращения автомобильного диска применяются роликоподшипники. Они могут быть разными в зависимости от конкретной конструкции. Как правило, это конусные или роликовые механизмы. Шариковые встречаются редко, поскольку у них слишком малая площадь соприкосновения.

После проведения диагностики автомобильных роликоподшипников становится ясно, что они уже порядком изношены. Вы можете их сразу же поменять, однако на большинстве машин сегодня находятся несъемные компоненты. В связи с этим, при их износе вам придется менять весь механизм, что, конечно же, не выгодно.

Осмотр ступицы и дальнейшие действия

После снятия детали необходимо сразу же проверить состояние цапфы. Если она имеет серьезные повреждения, то придется менять и ее. При незначительных царапинах и загрязнениях достаточно удалить все наждачной бумагой. Такому же осмотру подвергается и сама передняя ступица. Наличие трещин и глубоких выбоин говорит о невозможности ее дальнейшего использования. Мелкие царапины позволяют повторно применять деталь.

Для снятия подшипников вначале удаляются уплотнительные кольца с обеих сторон. Затем — сами подшипники. Здесь поможет специальная оправка, молоток и выколотка. Главное — не перекосить внешнее кольцо во избежание повреждения внутренней поверхности. Подобным образом вынимаются подшипники и при ремонте задней ступицы. Когда оба подшипника будут удалены, нужно прочистить и осмотреть внутреннюю поверхность детали.

Если необходимо, то приобретаем новую ступицу, в которую впрессовываем оба подшипника. Делается это с помощью той же оправки

Далее производим сборку всего узла в обратном порядке, обращая внимание на износ и работоспособность остальных элементов передней подвески. Нужно знать, что порядок снятия и установки задней ступицы существенно отличается от предложенного

При наличии ABS важно не забыть проверить работоспособность зубчатого колеса и установить датчик. https://www.youtube.com/embed/QnMIXT-QgZE

Виды

Для всех ведомых колес. Для управляемых: систему монтируют на передних дисках для заднеприводных машин. Для неуправляемых: элемент монтируют на задние диски транспортного средства, однако с передним приводом.
Для всех ведущих колес. Для неуправляемых: часть авто монтируется на ведущих осях заднеприводных машин. Для управляемых: важный узел монтируется на переднем мосту машин с передним и полным приводом.

Эти механизмы делают разборными и монолитными, что влияет на возможность их ремонта.

Монолитная конструкция. При поломке роликоподшипника потребуется купить всю деталь в сборе, поскольку замена ее отдельных составляющих будет просто невозможна.
Разборная конструкция. В этом случае будет возможность извлечь роликоподшипник или другие составляющие механизма, а затем их заменить.

Устройство детали

Узлом ходовой системы машины называется переднеколёсная ступица, имеющая различные функции. При выведении детали из работоспособного состояния передвижение авто невозможно. Для полного понимания назначения и функций не надо иметь особые знания.

Мне лишь достаточно знать, что она передает момент вращения на колесо, чтобы совершать поступательное движение. При этом закрепление на полуоси должно быть максимально надёжным, ведь с ней соединяется диск с внутренними вращающимися подшипниками. Нет смысла указывать все возможные функции, вполне хватит основных:

Основа основ – качественно соединить диск, который находится на поворотном кулаке.
По причине нахождения тормозного диска на ступице – обеспечение хорошего торможения и общего состояния тормозной системы.
Наличие отверстия со шлицами и концом полуоси позволяет транспортному средству спокойно ездить на участках трассы (у переднеприводных).

Все современные авто оснащены информационными датчиками, собирающими данные со ступицы. Сложная электронная система обезопасит водителя на дороге.

Неисправности

Поломка данного элемента автомобиля – это достаточно серьезный дефект, когда использование машины в дальнейшем способно привести к заклиниванию колеса и прочим крайне опасным ситуациям.

При первых же признаках повреждения обратитесь в сервис для профессионального ремонта либо, если вы в этом достаточно хорошо разбираетесь, выполните починку.

Все причины проблем сводятся к следующему:

Неправильная установка сборочного узла. При монтаже конусные подшипники могут зажиматься со строго определенным моментом. Если гайку недожать, то подшипник будет постепенно разбиваться во время езды по неровной дороге. Если же гайку пережать, то роликоподшипник будет разогреваться от постоянного трения, а это вскоре выльется в быстрый износ установленного подшипника.
Плохое качество. Большинство современных сборочных узлов, даже дешевых, имеет нормальное качество. Но все еще можно наткнуться на различные подделки, которые спустя какое-то время фактически рассыпаются.
Частая езда по разбитым и неровным поверхностям. Динамические нагрузки от такой являются основной причиной скорого износа.
Дефицит или загрязнение используемой смазки. Сборочный узел необходимо обязательно хорошо смазывать. Если смазки будет слишком мало, то рабочие поверхности очень быстро придут в негодность.

Увеличение износа ступичного подшипника

Деталь часто неисправна, когда в машине слышно странный гул. Его источник можно определить очень просто. На прямом, ровном и пустом дорожном участке необходимо разогнаться до скорости, когда начинает появляться гул. После этого надо слегка покрутить руль в разные стороны. Если гул усиливается при повороте руля вправо, значит сломан правый сборочный узел, и наоборот.

Неисправность ступицы

Проблемы со сборочным узлом можно определить по сильному разогреву детали. Если у вас есть какие-то подозрение, то после поездки необходимо аккуратно прикоснуться ко всем дискам рукой. Если в итоге вы найдете элемент, который разогрелся действительно больше других, значит с ним точно есть проблемы.

Поломка подшипника

Поломку переднего сборочного узла определить можно по большему люфту руля. Последний будет дрожать в момент езды на большой скорости по неровной дороге.

Возможные дефекты, причины их возникновения

Отказ ступичного узла не происходит мгновенно. Обычно дефекты проявляются постепенно. Сопровождаются они в увеличении зазора в подшипнике, что приводит к люфту и биению колеса. Основные виды неисправности ступицы:

Разрушение сепаратора или тел качения. Обычно это происходит из-за низкого качества материалов или нарушения технологии сборки подшипника. Кроме того, разрушение возможно по причине неправильного монтажа узла.
Выработка контактных поверхностей. Детали подшипника неизбежно изнашиваются, однако, интенсивность процесса зависит от твёрдости материала, из которого они изготовлены.
Ослабление креплений. В конструкции механизма предусмотрены стопорные кольца и гайки. Если они ослабнут, подшипниковый узел может разболтаться.
Высыхание или отсутствие смазки. Без смазывающего материала интенсивность износа повысится в несколько раз, что приведёт к преждевременному отказу элементов.
Попадание внутрь грязи или абразивных материалов. При нарушении герметичности посторонние вещества способствуют быстрому разрушению деталей.

Что именно сломается спрогнозировать сложно. Всё зависит от модели автомобиля, особенностей конструкции ступичного узла, применяемых комплектующих. Не стоит эксплуатировать машину, если есть подозрение, что элементы ходовой имеют повреждения. Увеличенные зазоры в опоре колеса приводят к повышению динамических нагрузок на компоненты подвески (шаровые, наконечники, стойки, амортизаторы и другие менее значимые детали). Кроме того, отказ ступицы во время движения может стать причиной потери управления и возникновения ДТП.

Замена ступицы пошагово

Ступица – весьма прочный элемент. Возможна неисправность либо искривление при значительном ударе в момент аварии. При обычных эксплуатационных условиях эта деталь подлежит замене только если роликоподшипник по каким-то причинам не извлекается, либо его посадочное место прослаблено.

Кроме того, выполнять замену стоит и при износе резьбы болтов колес. Если у системы съемные роликоподшипники, то срок ее использования почти никак не ограничен.

Сложно найти информацию о том, после какого пробега надо заменять данную деталь. Решение принимается отдельно для каждой машины.

Чтобы заменить механизм на автомобиле, достаточно выполнить следующее:

Откручивание тормозного суппорта и привязывание к пружине.

Снятие фишки с АБС-датчика.

Откручивание шаровым ключом на 21, простукивание сбоку молотком, чтобы вышла шаровая.

Откручивание рулевого наконечника.

Откручивание болта крепления поворотного кулака к стойке и снятие самого поворотного кулака.

Поливание конструкции VD 40, а затем изъятие старого механизма и монтаж нового.

Подшипник ступицы

Чтобы знать, как работает ступица, важно также понимать ступичный подшипник что это. Фактически это наиболее нагруженный элемент транспортного средства, который выдерживает давление всей его массы. На этот узел также приходятся дополнительные нагрузки различных направленностей, возникающих в ходе резкого торможения либо передвижения машины по неровной дороге.

От надежности и качества этой детали непосредственно зависит безопасность езды. В связи с этим, крайне важно, чтобы эта составляющая машины имела высокое качество, позволяющее ей оставаться постоянно в исправном и рабочем состоянии.

Механизм состоит из:

Тела качения;
Внутренних и внешних колец;
Сепаратора.

Кольца – это специальные опорные поверхности, которые закрепляют систему в отверстии ступицы и в области оси.

Сепаратор необходим, чтобы тела качения были распределены по окружности обоймы в конструкции как можно более равномерно. Кроме того, этот компонент не допускает соприкосновения тел качения, которые расположены рядом. В отдельных моделях есть еще и пылесборники, которые защищают от попадания в узел пыли и грязи.

Вопросы обслуживания и ремонта ступиц

При эксплуатации автомобиля ступицы и связанные с ними детали — главным образом подшипники — подвергаются износу, также могут возникать различные дефекты и поломки. Поэтому периодически необходимо производить замену ступичных подшипников, сальников, а иногда и самих ступиц. О необходимости сделать это говорит повышенный люфт (проверяется на поднятом колесе) и стуки во время движения автомобиля.

Роликовые ступичные подшипники нуждаются в периодической регулировке, которая производится с помощью гаек. В легковых автомобилях со сдвоенными радиально-упорными подшипниками такой регулировки проводить не нужно, эти подшипники необслуживаемые. Если же требуется замена подшипников, то она может быть произведена только с использованием специальных приспособлений для снятия и запрессовки.

В целом же ступица колеса отличается надежностью и долговечностью, и при регулярном обслуживании и бережной эксплуатации автомобиля не доставляет проблем автовладельцу.

Виды подшипников

В зависимости от тела качения деталь может быть трех видов:

Шариковый. Это самый востребованный вариант. Тело качения здесь – это шар, который катится по специальной дорожке на кольцах. Шарики зафиксированы в сепараторе, который бывает синтетическим, штампованным, либо же механически обработанным. Момент трения у шарикового типа за счет его конструкции минимален. Это дает ему возможность развивать достаточно высокую скорость вращения.

Роликовый. Здесь в качестве тела качения используется цилиндрический ролик, который надежно зафиксирован в сепараторе. Последний может быть сделан из стали, латуни или полимеров. При крайней потребности случается и безсепараторное изготовление роликовых моделей. Данная технология сегодня применяется, если нужно существенно повысить грузоподъемность машины. Для этого также используются многорядные роликовые модели.

Радиально-упорный или конический. Важная черта этих элементов – это способность воспринимать и осевые, и радиальные нагрузки. Уровень наибольшей нагрузки на такую модель зависит от угла касания механизмов с дорожками качения на их кольцах.

Из чего состоит колесо

Колеса велосипеда – самая консервативная составляющая. Конечно, появились модели на литых дисках, ставятся цельнокруглые колеса на трековые модели, но их меньшинство. Все-таки основная доля велосипедов оснащается спицевыми колесами.

Устройство переднего колеса следующее:

втулка обычная;
обод;
соединительные спицы;
защитная лента обода (флиппер);
камера и покрышка;
диск (на моделях с дисковыми тормозами).

Втулка – осевая часть колеса, представляет собой сборочный узел из центральной оси, подшипников и конусных фиксаторов. Конусно-подшипниковые системы чаще всего устанавливаются на втулках с подшипниками открытого типа. Также они могут оснащаться закрытыми подшипниками или промами.

Втулка на открытых подшипниках

Обод – несущая конструкция, металлическое кольцо. Обода изготавливаются в основном из алюминия, на дорогих моделях ставятся карбоновые обода. По жесткости и мощности они делятся на три типа:

одностенные – внешняя и внутренняя поверхности имеют одну линию соприкосновения (перемычку);
двойные – внутренняя поверхность крепится к боковинам, отделена от внешней;
тройные – самый крепкий и прочный вариант: внутренняя стенка также закреплена к боковинам, но, в отличие от двойного обода, тройной имеет дополнительную стенку посередине.

Разновидности ободьев для велоколес

Вертикальные перемычки образуют каналы, идущие по направлению вращения. По количеству таких каналов современные обода делятся на одно, трех- и пятиштучные:

Спицы – элементы соединения втулки с ободом. Выполняют функции закрепления, распределения нагрузок по ободу и центральной оси и смягчения колебаний при движении. Обод перфорирован, каждое отверстие предназначено для закрепления одной спицы. На велосипедное колесо устанавливается число спиц, кратное четырем. В зависимости от модели, их количество различается – от 28 до 40 в среднем.

Число спиц для переднего колеса обычно меньше количества на заднем. Это связано с тем, что на основная доля нагрузок приходится на заднюю часть велосипеда, и там колесо должно быть прочнее.

По типу сечения спицы разделяются на:

стандартные (катаные) – постоянное круглое сечение по всей длине от крепления втулки до наконечника;
аэродинамические (лезвиеобразные) – эллиптический или прямоугольный профиль;
переменного сечения (тянутые) – стандартное сечение у головок и сужение к середине.

Камера – внутренняя часть шины, которая держит внутри себя воздух под давлением. Покрышка – внешняя оболочка, контактирует с дорогой, принимает на себя неровности, защищает камеру. Покрышка изготовлена из более жесткой резины, чем камера.

Ободная лента, или флиппер, – резиновая подкладка под камеру для ее защиты от пробоев об наконечники спиц. Динамические нагрузки заставляют стенки камеры изгибаться, из-за чего они прижимаются к ободной поверхности. Без флиппера камера может продавиться в отверстие с наконечником спицы. Данная проблема больше выражена на заднем колесе, где нагрузки выше, но и на переднем наличие флиппера обязательно. Порванную ленту необходимо заменить на новую. Проверенный самодельный вариант – обклеить обод несколькими слоями изоленты, кроме отверстия под ниппель.

Замена переднего подшипника пошагово

Решая, как правильно заменить передний роликоподшипник, важно всегда учитывать его расположение. Ведь на управляемость автомобиля влияет именно передняя подвеска. Потому эту работу лучше делать со съемником.

Это специальный инструмент, посредством которого можно легко снять такой подшипник. Чтобы это сделать, вам потребуется зафиксировать машину в удобной для работы позиции. Кроме того, ее нужно будет поставить на первую передачу, затянуть ручник и подложить под колеса какие-нибудь упоры.

Данная процедура требует особой подготовки зоны для работы. Вам придется хорошо осмотреть все элементы, с которыми планируется иметь дело, подготовить необходимые инструменты и подумать, как снимать роликоподшипник будет более правильно.

На передних ведущих колесах может быть по два роликоподшипника.

Снимите посредством отвертки заглушку подшипника, ослабьте гайку и вывесьте автомобильное колесо.

Подвяжите суппорт к детали подвески, чтобы исключить его зависание на шланге переднего тормоза. Затем потребуется его отжать отверткой и аккуратно снять с поворотного кулака.

Открутите болты тормозного диска от и снимите нужный механизм.

Подденьте отверткой стопорное кольцо и снимите его.

Необходимо выпрессовать роликоподшипник посредством съемника. Осмотрите место для подшипника, очистить его от грязи и коррозии, а затем нанесите новую смазку. Новую деталь необходимо запрессовать без перекосов посредством съемника.

Поставьте стопорное кольцо на место, а затем закрепите новую деталь на оси гайкой и упорной шайбой. В конце затяните гайки так, чтобы правильно настроить вращение диска с целью исключения появления люфта.

После завершения всех выше описанных работ, потребуется сделать тестовый заезд. Он нужен для проверки наличия шумов в механизме. Затем можно снова проверить наличие в руле люфта.

Признаки поломки

Для избегания преждевременного повреждения, стоит узнать побольше о типах людей, которые чаще всего встречаются с такой ситуацией:

любители гоночного стиля вождения должны быть готовы самыми первыми;
любители нагрузить свою машину с превышением допустимого грузового лимита;
неопытные любители, не рассчитывающие мощности своего авто и застревающие в грязи или снегу.

Заклиненный подшипник или треснутый корпус ступицы гарантирован при таких манерах вождения. Люфт колеса будет тревожным звоночком к замене, а звонкий гул уже критической ситуацией.

У автомеханика я увидел такие инструменты, как:

плоскогубцы;
накидной ключ;
молоток;
зубило;
монтировка;
брусок из дерева;
торцевые головки.

Следует следить за резьбой, может спокойно сорваться во время закручивания. Сразу же проверяются подшипники ступицы, а меняются отвёрткой и зубилом. Сначала извлекается первый, потом сальник, затем шайба под сальником, далее ещё один подшипник. Наружные колёсики удаляются молотком и зубилом. Дело сделано!

Однако бывают и другие повреждения, например, ступичные шпильки. Для её замены вбивают молотком внутрь и вытягивают. Или обрезают болгаркой в месте изгиба, так как часто шпилька гнутая.

Прежде чем устанавливать ступицу на место, нужно новую шпильку вставить в отверстие, накрутить две гайки (вторая колёсная) и снять автомобиль «с ручника». Для надёжной фиксации стоит проверить болт на силу затяжки.

Замена заднего подшипника

Ремонт и полная замена заднего роликоподшипника заключается в таких шагах:

Поднятие транспортного средства на домкрате и подкладывание под него деревянных брусков, дабы сделать невозможным случайное соскальзывание авто с домкрата.

Снятие диска.

Откручивание болтов, которые удерживают собой тормозной барабан и снятие тормозного барабана посредством съемника.

Откручивание гайки и отделение механизма съемником.

Извлечение стопорного кольца и подготовка нового механизма.

Установка нового механизма на нужное место, закручивание и завальцовывание гайки.

Ступица – это действительно одна из важнейших деталей современного автомобиля. Потому относиться к профилактике ее неисправностей нужно серьезно и ответственно. Ведь от этого возможно будет зависеть ваше здоровье или даже жизнь. Если же этот узел авто сломался, важно понимать как его быстро и правильно заменить на новый и работоспособный.

Что приготовить для демонтажа?

Если вы уверены, что деталь необходимо снять, тогда запаситесь следующим инструментом:

набор торцевых ключей, и желательно, чтобы он был дополнен длинной трубой;
пассажи, они необходимы для того, чтобы снять стопорные кольца;
накидной ключ, с его помощью откручиваются направляющие штифты тормозного барабана;
деревянный брусок, чтобы смягчить удар;
молоток;
монтировка и зубило.

Стоит учитывать, что не всегда, обратившись на СТО, вы получите гарантированно качественную работу. А неправильно замененный подшипник выйдет из строя довольно быстро, так что демонтировать эту деталь вполне можно и самостоятельно, при этом, никто лучше, чем вы сами, о вашем «железном коне» не побеспокоится. Чтобы вам не робеть, мы предлагаем подробную инструкцию.