Ступица: устройство, проверка, неисправности

Ступица: устройство, проверка, неисправности

У каждого автомобиля есть такой элемент, как ступица. Для чего она необходима, не сложно догадаться. Именно этот элемент позволяет вращаться колесо вокруг собственной оси и при этом плотно держаться на подвеске. То есть, такая деталь связана с каждым колесом, без различия по моделям и предназначению машины. Кроме того, помимо бaнaльного вращения, она позволяет передать на колесо крутящий момент от трaнcмиссии.

В случаях, когда ступица передает крутящий момент необходимо различать конструктивные особенности устройства. В зависимости от модели, деталь имеет цельную форму с литой полуосью, либо же прикрепляемой полуосью через специальные шлицы.

Не стоит забывать также о торможении, ведь именно на ступице закрепляется тормозной диск либо же «баpaбан» в зависимости от модели автомобиля. Кроме того, в современных машинах, датчики и сигнализаторы разного уровня, стараются инсталлировать в ступицу.

В целом, можно выделить несколько основных задач этого элемента:

• Надежно удерживать колесо.

• Служить крепежной системой для тормозов, в том числе датчиков АБС.

• Позволять колесу вращаться.

Устройство ступицы

Учитывая, что конструктивно на такую деталь возлагается огромное усилие, изготавливается она из прочных материалов. Причем делается это из цельнолитой «болванки», которую далее обpaбатывают на специальном станке. Устройство и назначение отдельных узлов ступицы:

1. Обод располагает на себе отверстия либо же шпильки, для установки колеса.

2. Внутренняя часть, состоящая в основе из посадочного места под подшипник.

Как устроена ступица

3. Далее следует отверстие, предназначенное для установки полуоси.

4. На современных моделях на ступице можно также найти посадочное «гнездо» под датчик АБС.

Хотелось бы уточнить, что разновидности подшипников, которые монтируются во внутреннее «гнездо», в зависимости от марки и модели могут отличаться. Как правило, это два основных типа: роликовые закрытые и конусообразные. Есть также третий тип – шариковые, однако их использование не рекомендуется из-за малой площади соприкосновения.

Кстати, интересный момент касаемо современных моделей от иностранного производителя. Конфигурации устроены таким образом, что в случае выхода из строя подшипника, придется менять полностью всю деталь. Дело в том, что используют цельные элементы, где подшипник несъемный.

Ступица с длинными шпильками

Причины неисправностей

Запомните главное, никогда даже самая ненадежная ступица не выйдет из строя, одномоментно. Это в принципе очень сложно допустить. Поэтому всегда обращайте внимание на посторонние звуки, которые могут доноситься с той части автомобиля, возможно, это первая весточка, что пора проводить ремонт. Сейчас же хотелось обсудить, а что в принципе может повлиять на выход из рабочего состояния, такого «крепкого» элемента.

Итак, наиболее частые причины:

• Неаккуратная езда, особенно по ухабистым дорогам.

• Сильный перегруз автомобиля.

• Резкое торможение, а также разгоны, очень сильно влияют на ресурс конструкции.

• Попадание грязи, песка, прочей «гадости» внутрь.

• Частая езда по бездорожью, особенно.

Старая и новая ступица

В среде любителей «офф-роуда» принято считать, что «проходит» она не более пары тройки выездов. Причина в том, что попадает грязь, забивается подшипник, разрушается и все это в определенный момент может проявиться на дороге.

Как правило, в новых автомобилях, производители указывают срок без проблемной эксплуатации в период до 100 000 км. Но, тоже необходимо понимать, в каких условиях «живет» автомобиль, хаpaктер вождения, все это индивидуально, тем более в отечественных реалиях.

Что сломается?

О том, что именно выйдет из строя, можно только догадываться. В зависимости от того, какая изначально причина была, будет зависеть и хаpaктер поломки.

К примеру, при наезде на какие-то препятствия, ямы, особенно на скорости, в большинстве случаев деформируется обод, без возможности восстановления. Попавшая влага, песок, грязь вовнутрь станет причиной «высыхания» смазки. Также не редко выходят из строя сами подшипники. Здесь скорей проблема в некачественных изначальных материалах производства.

В разобранном виде

Признаки неисправностей

Все перечисленные неисправности очень сложно диагностировать на начальном этапе, поэтому важно периодически проводить проверку на станциях, где есть специальное оборудование. Есть несколько признаков, которые могут вас насторожить:

• Появившийся свис и скрежет, но, как правило, на скорости очень, да и вообще в пути очень сложно определить, с какой именно стороны он доносится.

• Появился гул, отчетливо доносящийся со стороны колеса.

• При разрушившемся подшипнике, тормозной диск будет сильно греться, из-за неправильной траектории вращения. Определить это очень просто, достаточно после поездки, пощупать диск колеса (он, кстати, тоже будет греться).

• Изношенная неравномерно резина.

Слева новая, справа — старая ступица ВАЗ

Советы, как определить и диагностировать неисправность?

1. Наиболее простой и эффективный способ выяснить, есть ли неисправность – это постучать по шине. Не правда ли, звучит глупо, однако эффективность такого метода заприметили еще давно. Если шатается даже совсем немного хоть одно из колес, то вероятность неисправности 99%.

Помните, что обнаружить люфт гораздо проще, чем определить по звуку проблему. Люфт появляется задолго до возникновения разного рода «музыкальных композиций». Поэтому не ленитесь и периодически проверяйте, есть люфт или нет.

2. Определить неисправность на звук очень сложно, и зачастую такая возможность представляется тогда, когда степень износа достигла критической отметки.

Появление звука (гула, скрипа, свиста) со стороны ступицы почти всегда подразумевает износ роликов (подшипников).

Итак, ищем неисправность на слух:

• Проблемы с передними ступицами можно определить на скорости до 60км/час, для этого необходимо разогнаться и немного повилять. Теперь внимание, помните, если звук появляется при повороте «бapaнки» направо, то проблема с левой стороны и наоборот.

• На задних колесах немного сложней ситуация, очень сложно точно определить с какой именно стороны поломка. Можно попробовать поднять корму и покачать колеса, если чувствуете люфт, посторонние звуки, как хруст, постукивание, приступайте к ремонту.

3. Третий способ, который мы бы порекомендовали – это проверка неисправностей на сервисах. Потому что даже при условии того, что вы найдет поломку, самостоятельно, без инструментов и помещения, заменить деталь сложно, особенно новичкам.

Замена ступицы колеса своими руками

Ступица является важным элементом ходовой части автомобиля. Она несёт множество функций – удерживает колесо, передаёт энергию вращения, на ней же располагаются детали тормозов. Поломка ступицы – явление редкое, но неприятное. Чаще всего здесь выходит из строя подшипник, требующий замены. Сама деталь достаточно прочная, так как она представляет собой монолитный кусок металла определённой формы, который дополняют шпильки и подшипник. Замена передней ступицы выполняется так же, как и замена задней ступицы – различия здесь минимальные.

В этой статье, посвящённой замене ступицы колеса своими руками, мы рассмотрим:

Замена ступицы заднего колеса, равно как и замена ступицы переднего колеса, потребует от ремонтника определённых усилий. Детали автомобиля могут прикипеть или поржаветь, снимаются они с большим трудом – вовсе не так легко, как это кажется после прочтения инструкции.

Симптомы неисправности ступицы

Основной симптом неисправности ступицы – это вибрации, отдающие в руль. Это указывает на необходимость ремонта передней ступицы. Её поломка приводит к появлению сильного люфта, из-за чего нормальная езда становится невозможной. Одновременно с этим появляется сильный гул, связанный с вибрацией колеса и неисправностью самой ступицы. Появляющиеся биения отдают в руль. Всё это целый комплекс признаков, указывающих на необходимость осмотра передней ступицы.

Кстати, вибрации и гул усиливаются по мере набора скорости и при вращении рулевого колеса. Также может проявиться снижение устойчивости автомобиля на дороге. Если его «ведёт», то это явный признак неисправности ступицы – пора приступать к ремонту.

Схожие симптомы наблюдаются на задних колёсах. Отсюда доносится гул, появляются вибрации. Колесо заметно люфтит при надавливании на него ногой. Если это действительно так, пора выполнить ремонт ступицы заднего колеса. Ещё один инструмент диагностики – поднимите автомобиль на домкрате и приведите колеса в движение. Оно должно вращаться без каких-либо усилий, без хрустов и посторонних звуков. Ещё один признак срочного ремонта – заклинивание колеса. Это указывает на поломку ступичного подшипника, требующего срочной замены

Причины возникновения поломок

Одна из причин – естественный износ. Рано или поздно ступица приходит в негодность, появляется необходимость её замены. На скорость износа может оказать влияние износ других деталей и узлов ходовой части. Если владелец автомобиля не следит за её состоянием и не выполняет текущий ремонт, рано или поздно ступица выйдет из строя – потребуется её ремонт. В наибольшей степени это актуально для ступиц передних колёс – они приводят автомобиль в движение и поворачивают колёса в нужную сторону, повинуясь рулю.

Нарушение развала-схождение – ещё одна причина возникновения поломки ступицы. Если автомобиль виляет или «ест резину», обратитесь в ближайший сервис для настройки схода-развала колёс. В противном случае придётся не только ремонтировать ступицу, но и менять покрышки.

Большие нагрузки на ось – ещё одна причина выхода из строя ступицы или ступичного подшипника. Такие нагрузки могут оказывать часто перевозимые тяжёлые грузы. Превышение допустимой массы давит на оси, приводя к интенсивному износу всех узлов. Одновременно с этим страдают ступицы, причём на обоих осях.

Устройство ступицы

Ступица устроена достаточно просто. Её основой является массивное металлическое тело, насаживаемое на ось и закрепляемое ступичной гайкой. Также здесь присутствуют:

• ступичные шпильки – на них закрепляются колёса (в некоторых ступицах отсутствуют, так как колеса прикручиваются к ним с помощью гаек);
• подшипники – именно они выходят из строя чаще всего. Они обладают продолжительным ресурсом, но долгие нагрузки и естественный износ не оставляют им шансов служить вечно. В этом случае ремонт задней ступицы, как и передней ступицы, сводится к покупке нового подшипника и его замене. Не стоит экономить и покупать дешёвые подшипники – они отличаются небольшим запасом прочности и быстро выходят из строя. Учитывая нагруженность этого узла, экономить на нём не стоит;
• датчики ABS – являются частью антиблокировочной системы, предотвращающей блокировку колёс при торможении. Они отвечают за сохранение устойчивости и управляемости транспортного средства.

Задние ступицы обладают похожей конструкцией.

Инструменты для замены ступицы

Давайте посмотрим, как поменять переднюю ступицу колеса на легковом автомобиле. Для этого потребуются инструменты:

• домкрат – любой, механический или гидравлический. Он необходим для подъёма автомобиля;
• съёмник ступицы – обойтись без него довольно проблематично. Одолжите его у других автовладельцев или купите свой, если намерены заниматься ремонтом автомобиля самостоятельно;
• молоток – универсальный инструмент, который позволит выбить ступицу и установить её на штатное место;
• набор отверток и зубило;
• баллонный ключ для откручивания колёс.

Также могут потребоваться дополнительные инструменты, но обычно достаточно и этого.

Как поменять переднюю ступицу

Снятие передней ступицы осуществляется тремя способами:

1. Снятием всей стойки и последующей заменой ступицы (или подшипника). Способ трудоёмкий, так как необходимо снять максимальное количество деталей. При отсутствии съёмника, выбивать ступицу придётся с помощью молока. Действуем аккуратно, подкладывая под молоток кусок дерева чтобы не повредить ступицу.
2. Снятием ступицы вместе с поворотным кулаком. Способ довольно лёгкий, так как обеспечивает быстрое снятие ступицы на рабочем столе, когда удобно добраться к ней с любой стороны. Недостаток методики – возможное нарушение регулировки схождения-развала колёс. Чтобы не нарушить положение поворотного кулака, пометьте его хорошо видимым маркером. Если после ремонта появились вибрации, обратитесь в сервис для регулировки схождения-развала.
3. С помощью съёмника – ещё один простой способ, но он осложняется необходимостью покупки съёмника. Если съёмника нет, выбираем второй способ.

Чтобы снять ступицу, поставьте автомобиль на домкрат и зафиксируйте колёса стояночным тормозом. Рекомендуется подложить под днище авто упор из деревянного бруска – на случай соскальзывания домкрата. Далее баллонным ключом выкручиваем колёсные гайки (или болты, если колёса удерживаются болтами). Снимаем колесо, откладываем его в сторону, откручиваем ступичную гайку – обратите внимание, что она может прикипеть. В этом случае для её съёма потребуются зубило с молотком. Далее откручиваем и снимаем тормозной диск, после чего снимаем ступицу, при необходимости меняя подшипник.

Как собрать переднюю ступи we в исходное положение? Запрессовываем в ступицу новый подшипник с помощью молока и деталей старого подшипника. Устанавливаем ступицу на цапфу, прикручиваем тормозной диск, закручиваем ступичную гайку. Отпускаем гайку, добиваясь свободного вращения колеса, после чего нужно её законтрить – чтобы не открутилась и оставалась в этом положении.

Как поменять заднюю ступицу

Давайте посмотрим, как разобрать заднюю ступицу. Процедура ремонта почти не отличается, здесь много общего. Давайте посмотрим, как снять ступицу заднего колеса:

• поднимаем автомобиль на домкрате и подкладываем под него страховочные деревянные бруски – они предотвратят случайное соскальзывание машины с домкрата;
• снимаем и отставляем в сторону колесо;
• откручиваем направляющие болты, удерживающие тормозной барабан;
• снимаем тормозной барабан с помощью специального съёмника или длинных болтов;
• откручиваем ступичную гайку и вытягиваем ступицу – здесь желательно использовать специальный съёмник;
• извлекаем стопорное кольцо и готовим новый подшипник;
• устанавливаем новый подшипник с помощью того же съёмника;
• устанавливаем ступицу на штатное место, закручиваем ступичную гайку и завальцовываем его.

Помните, что при ремонте (замене) ступицы, как передней, так и задней, вам потребуется смазка для подшипников. Если нужно заменить заднюю ступицу, воспользуйтесь этой же инструкцией – в этом случае старая ступица отправляется в утиль, а на её место устанавливается новая, вместе с новым подшипником.

Замена ступицы в G-Energy Service

Инструкции по замене ступицы своими руками достаточно просты – откручиваем колесо, выкручиваем ступичную гайку, аккуратно снимаем тормозные диски или барабанный тормоз, меняем подшипник или всю ступицу целиком, собираем узел в обратной последовательности. На деле всё осложняется прикипевшими деталями, отсутствием инструментов и отсутствием опыта в ремонте транспортных средств. Тем более что замена ступицы связана с работой с тормозной системой – обращаться с ней нужно крайне аккуратно, чтобы не нарушить её работоспособность.

При отсутствии опыта и инструментов, рекомендуем обратиться в G-Energy Service. Порадуем клиентов низкими ценами на замену ступицы и оперативным выполнением ремонтных работ. Также мы предоставляем многие другие услуги по ремонту и обслуживанию автотранспорта.

Первый в мире двигатель, интегрированной в ступицу колеса с трансмиссией

NSK демонстрирует первый в мире двигатель с колесной базой, оснащенной трансмиссией

Вклад в развитие более компактных колесных двигателей.
NSK Ltd. (NSK, Штаб-квартира: Токио, Япония, президент и главный исполнительный директор: Тосихиро Учияма) сегодня объявила о том, что она успешно продемонстрировала первый в мире двигатель с колесной базой, оснащенной трансмиссией (рисунок 1), предназначенный для улучшения экологических характеристик, безопасности и уровня комфорта автомобилей. Основываясь на знаниях, полученных им от разработанного двигателя-прототипа, NSK стремится коммерциализировать компоненты ступицы колеса, такие как ступичный узел с встроенным редуктором скорости, односторонний блок сцепления, миниатюрный сепаратор и роликовый подшипник, и антикоррозионный подшипник.

История развития.
По мере повышения осведомленности об экологических проблемах потребность в улучшении экологических показателей в дополнение к динамическим характеристикам возрастает. Это привело к диверсификации автомобильных систем привода, таких как гибридные электрические транспортные средства (HEV), электромобили (EV) и транспортные средства на топливных элементах (FCV), поскольку электрификация стала основной тенденцией.
Мотор-колёса, которые могут работать с различными системами привода независимо от конструкции кузова автомобилей, привлекают внимание как приводные устройства следующего поколения. Встроенный в колесо электродвигатель может снизить вес кузова, уменьшив количество деталей силового агрегата, таких как двигатели; обеспечить контроль за приводным усилием каждого колеса; увеличить размер пространства кабины, тем самым улучшая экологические характеристики, безопасность и комфорт (рис.2). По этой причине проводится большое количество исследований для практического применения этой технологии.
Однако существует проблема в том, что касается увеличения размера двигателя для достижения большого крутящего момента, необходимого для ускорения и подъема в гору, и достаточной максимальной скорости. По этим причинам эта технология до сих пор не была доведена до практического использования. Технология для более компактного двигателя в колесе — одна из самых важных технологий для улучшения экологических характеристик, безопасности и комфорта.

Особенности продукта.
Для того, чтобы сделать систему двигатель-колесо более компактной, NSK разработала мотор-колесо, совмещающее ступичный узел, два двигателя и специальную трансмиссию. Этот мотор-колесо оснащено двумя двигателями и трансмиссией, состоящей из двух планетарных передач, которые могут обеспечить как высокий крутящий момент, так и достаточную максимальную скорость при использовании небольшого двигателя. Эта трансмиссия имеет особенность (рис.3), которая обеспечивает плавное переключение передач даже во время ускорения, контролируя скорость и крутящий момент двух двигателей. Впервые в мире NSK продемонстрировала превосходные характеристики этой технологии, используя экспериментальный автомобиль (рис.4), оборудованный прототипом мотор-колеса.

Цель демонстрации.
Основываясь на знаниях, полученных с прототипом мотор-колёс, NSK намеревается понять требуемый уровень производительности компонентов (рис.5), таких как подшипник ступицы со встроенным редуктором скорости, односторонний блок сцепления, миниатюрный сепаратор и роликовый подшипник, а также антикоррозионные подшипники, с целью дальнейшей коммерциализации продукта.

Причины и симптомы выхода из строя подшипника ступицы автомобиля

Ступичный подшипник отвечает за плавное и равномерное вращение колеса без подтормаживаний и отклонений в вертикальной плоскости. Во время движения эта деталь испытывает очень большие нагрузки, поэтому для обеспечения максимальной надежности изготавливается из высокопрочных материалов.

Обычно проблемы с ними начинаются где-то после 100-120 тысяч километров пробега. Хотя для качественных ступичных подшипников при аккуратном вождении и 150 тысяч — далеко не предел. С другой стороны, бывает, что недавно установленные детали начинают разваливаться после пробега в две-три тысячи километров. И дело не всегда в качестве самого подшипника.

Причины выхода из строя

Несколько факторов могут влиять на появление проблем с подшипником ступицы.

• Первый связан с длительной эксплуатацией и естественным износом. При этом резкая манера езды, частая перегруженность машины и плохие дороги — главные враги ступичных подшипников.
• Второй фактор — потеря герметичности. Если во время установки или в ходе эксплуатации были повреждены защитные пыльники, смазка постепенно вытекает, а внутрь попадает грязь и песок. В этом случае процесс износа пойдет ускоренными темпами.
• Третий фактор — неправильная установка, когда подшипник запрессован в ступицу с перекосом. Перекошенную деталь придется снова менять, возможно, уже через несколько тысяч километров пробега.

И наконец, ускорить выход из строя ступичного подшипника может чрезмерная затяжка при монтаже. Для правильной работы подшипник должен иметь определенный осевой зазор. Слишком сильно затянутые гайки приведут к усиленному внутреннему трению и перегреву. При монтаже нужно использовать динамометрический ключ и следить, чтобы гайки затягивались с нужным моментом.

Симптомы неисправности и чем чревато игнорирование проблемы

Вначале возникает гул в районе колес. Часто он исчезает или усиливается при повороте. Тональность звука может меняться в зависимости от скорости.

Возможен увод машины в сторону из-за постоянного подклинивания одного из колес.

В некоторых диапазонах скоростей гул первое время может отсутствовать, но постепенно станет постоянным, а затем сменится характерным хрустом и вибрацией, которая может давать ощутимую отдачу в руль и корпус машины. Такой симптом говорит о том, что ступичный подшипник практически разрушен и продолжать движение уже просто опасно. Нужно срочно малой скоростью отправляться на СТО.

Разбитый подшипник в какой-то момент может заклинить, вместе с ним заклинит и колесо. При этом возможно повреждение шаровой опоры рычага подвески и деформация полуоси. Если такое случится на высокой скорости, машина может оказаться на обочине и даже перевернуться. А в случае вылета на встречную полосу при оживленном движении серьезное ДТП гарантировано.

Самостоятельная диагностика

В отличие от многих других автомобильных проблем выявить неисправный подшипник ступицы относительно просто.

Выяснить, с какой стороны находится проблемная деталь, можно в поворотах во время движения. При правом повороте нагрузка перераспределяется на левую сторону, а подшипник правого колеса разгружается. Если при этом гул пропадает или заметно уменьшается, значит проблема справа. Если звук усиливается, то замене подлежит подшипник левой ступицы. При левом повороте, соответственно, всё наоборот.

Иногда похожий шум исходит от неравномерно изношенных покрышек. Чтобы точнее диагностировать проблему, нужно установить машину на ровной площадке и с помощью домкрата вывесить проблемное колесо (или два колеса сразу). Чтобы исключить возможный шум шруса, домкрат лучше ставить не под кузов, а под рычаг подвески.

Двумя руками попробуйте пошевелить колесо в вертикальной и горизонтальной плоскости. Никакого люфта быть не должно! Наличие даже небольшого люфта говорит о том, что подшипник разбит и его необходимо менять.

Бывает, что люфт колеса вызван износом других деталей. Чтобы исключить этот вариант, попросите помощника выжать педаль тормоза и покачайте колесо. Если люфт исчез, то неисправен однозначно подшипник ступицы. В противном случае проблему следует искать в подвеске или рулевом управлении.

Далее покрутите колесо вручную и послушайте звук. Вы наверняка не спутаете специфический хрустящий шум дефектной детали с тихим шорохом при вращении исправного колеса.

Можно также использовать подъемник. Запустите двигатель и разгоните колеса до скорости примерно 70 км/час. Затем выключите передачу, заглушите двигатель и выйдите из машины. Вы без труда сможете определить, откуда исходит шум.

Замена

Может показаться, что замена подшипника в ступице колеса дело не хитрое. Однако это лишь на первый взгляд. Потребуется как минимум два специальных съемника, опыт механических работ и понимание устройства подвески.

Следует также иметь в виду, что в некоторых случаях подшипник вообще не съемный, тогда покупать и менять его придется в сборе со ступицей.

Для запрессовки потребуется специальная обойма. Ни в коем случае нельзя использовать заостренные инструменты. При посадке подшипника в ступицу усилие следует передавать на внешнее кольцо, а при установке на ось — на внутреннее.

Не забудьте также про правильный осевой зазор и необходимость затяжки с определенным моментом.

Установленный с перекосом или слишком сильно затянутый подшипник долго не прослужит.

Всё это говорит в пользу того, чтобы доверить работу опытным специалистам, к выбору которых следует подойти ответственно