Шаровая опора является одним из основных компонентов ходовой части автомобиля, обеспечивает подвижное соединение колеса с рычагом. Исправность этого узла напрямую влияет на безопасность движения и управляемость машины.
Расскажем, что такое шаровая опора, как она работает, какие есть признаки износа и чем опасен несвоевременный ремонт этого узла. Также вы узнаете, как проверить на исправность и как самостоятельно заменить шаровую опору.
Что такое шаровая опора
Шаровая опора (также известен как «шаровой шарнир», «сферический шарнир», «шаровой палец») – типовой конструктивный элемент подвески автомобиля, который соединяет ступицу управляемого колеса с рычагом подвески. По сути это шарнир, который обеспечивает подвижное соединение.
Процесс замены шаровой опоры
В автомобилестроительной терминологии шаровая опора – это вращательный кинематический элемент подвески автомобиля, представляющий собой сферический или полусферический подшипник скольжения.
Для чего нужна шаровая опора
Шаровая опора позволяет управляемым колесам машины перемещаться в горизонтальной плоскости (необходимо для поворота автомобиля) и обеспечивает подвижность шасси в вертикальной плоскости для «отработки» неровностей дорожного покрытия. Также благодаря шаровой опоре сохраняется вертикальное положение колес.
Шаровая опора отвечает за:
Шаровые шарниры применяются и в составе других деталей автомобиля. Например, в газовых упорах капота и крышки багажника, стойках стабилизатора, рулевых наконечниках, развальных рычагах, трапеции дворников.
Стойка стабилизатора, рулевой наконечник, сайлентблок, шаровая опора
Во многих конструкциях шаровые опоры по-прежнему являются съемными и крепятся к рычагам болтами. Однако на многих современных автомобилях, особенно с многорычажной подвеской, шарниры интегрированы в рычаги и меняются в сборе с ними, что удорожает ремонт.
Устройство шаровой опоры
Шаровые опоры имеют типовую конструкцию, но в зависимости от положения в подвеске (сверху или снизу) отличаются строением корпуса, так как по-разному воспринимают нагрузки.
На рисунке ниже представлены две шаровые опоры – нижняя и верхняя. Как видно по разрезам, принципиальная разница только в конструкции корпуса. На нижнем шарнире усилены «щеки» корпуса, а вместо дна используется заглушка, на верхней – усилено дно опоры, а вместо «щек» ставится запорное кольцо и дистанционная втулка.
Устройство верхней и нижней шаровых опор
Шаровая опора состоит из:
Под пыльник шаровой опоры забивается смазка, которая обеспечивает износостойкость тефлонового вкладыша. Последний делают из термостойких материалов, так как в процессе работы головка шаровой опоры способна нагреваться до 350оС. Пыльник защищает шарнир от абразивных материалов (дорожной пыли и грязи), которые в случае попадания внутрь корпуса резко снижают срок службы шаровой опоры.
На каждое управляемое колесо не менее одной шаровой опоры. В некоторых конструкциях автомобильных подвесок имеется до четырёх шарниров на колесо. Пример – передняя алюминиевая многорычажная подвеска Audi или Volkswagen, тему которой мы затрагивали в обзоре универсала Audi A4 в кузове B5. Комплект передней подвески от этого автомобиля изображён на фото слева.
Размеры шаровой опоры зависят от типа автомобиля, конструктивных особенностей подвески, расчетных характеристик. Обычно легковые автомобили комплектуются шарнирами с диаметром шаровой части пальца 20-30 мм, на тяжелые внедорожники устанавливаются шарниры с диаметром 30-40 мм.
Шаровые опоры способны работать в широком температурном диапазоне, не издают шумов, химически- и виброустойчивы, обладают относительно высокой долговечностью. Последнее, однако, сильно зависит от качества шарниров и условий эксплуатации машины.
Какие бывают шаровые опоры
Несмотря на относительную простоту конструкции, шаровые опоры можно разделить на группы:
Сейчас чаще всего применяются несъемные необслуживаемые шарниры с креплением к ступице гайкой. По истечению срока службы такие шарниры обычно меняются в сборе с рычагами. Но есть компании, которые занимаются восстановлением шаровых опор в рычагах и часто это обходится дешевле покупки новых рычагов.
Шаровая опора с креплением к рычагу — винтами и к поворотному кулаку — гайкой
Принцип действия шаровой опоры
Шаровая опора работает как обыкновенный шарнир. Она позволяет управляемым колесам поворачиваться влево-вправо, когда вы крутите руль, и перемещаться вверх-вниз (в пределах 20-30°), когда вы едете по неровностям. При этом само колесо всегда остается в вертикальном положении, сохраняя сцепление с дорогой и устойчивость в любой ситуации.
Принцип работы шаровой опоры в составе передней подвески объясняется в анимационном ролике ниже:
Помимо визуализации также рекомендуем посмотреть видео работы передней подвески на реальном автомобиле. Шаровая опора находится в нижней части внутри обода колеса. В процессе движения машины также хорошо видна работа шарниров, рычагов, стабилизатора поперечной устойчивости со стойками стабилизатора.
Признаки неисправности шаровой опоры
Диагностика шаровых опор не представляет особых сложностей, наличие неисправности в этом элементе можно определить даже на слух по скрипу или характерному металлическому стуку в районе подвески. Особенно отчетливо проблемные шарниры издают посторонние звуки при проезде неровностей и лежачих полицейских. Но убедиться в износе шаровой опоры можно только в условиях СТО или гаража, так как похожий как у шаровых стук также могут издавать:
Скрип означает, что в шаровой нет смазки, начались процессы коррозии или попал абразивный материал, которым выступают дорожная пыль и песок. Часто все это происходит одновременно в результате выхода из строя пыльника. Без смазки или с абразивом полимерный вкладыш быстро изнашивается, в шаровой опоре появляется люфт и, как следствие, она начинает сначала скрипеть, а позже — стучать.
Другие признаки неисправности шаровой опоры – изменение в управляемости автомобиля, вибрации на руле или неравномерный износ шин ведущей оси. В процессе износа шарниров перед машины начинает плавать, поскольку нарушается вертикальное положение колес. Помимо этого сбиваются заводские установки развал-схождения, от чего страдает резина.
Неисправная шаровая опора: порван пыльник, коррозия на пальце
Обычно на станциях технического обслуживания при диагностике шаровых опор пользуются следующей методикой:
- 1Автомобиль поднимается на подъемнике;
- 2
Мастер вручную поочередно раскачивает ведущие колеса влево-вправо по ходу движения – так, при наличии слабины или постукивания, можно быстро выявить сильно разбитые шарниры;
- 3
Если люфта не обнаружено – вставляется монтировка между корпусом шаровой и рычагом и производится попытка раскачать шарнир относительно поворотного кулака или рычага. Если обнаруживается люфт – шаровая под замену;
- 4
В противном случае с шаровыми опорами скорее всего все в порядке и мастер продолжит искать виновника стука в других элементах подвески. Многие из которых, кстати, имеют схожую конструкцию.
Рулевая тяга — в основе конструкции лежит шаровая опора
Причины выхода из строя шаровых опор
К основным дефектам и, как следствие, причинам выхода из строя шаровых опор относятся:
Надежность шаровой опоры определяется совокупностью факторов: конструкцией, качеством материалов и условиями эксплуатации. Ключевой элемент — это пыльник, целостность которого обеспечивает сохранность смазки и защиту от загрязнений. Сам шарнир изготавливается из высокопрочной стали и часто имеет преднатяг, который исчезает по мере износа, сигнализируя о необходимости замены.
Современные опоры являются необслуживаемыми и рассчитаны на большой пробег, но агрессивная езда по плохим дорогам, удары и любая деформация рычага подвески критически сокращают их ресурс, делая своевременную диагностику единственной гарантией безопасности.
В случае отрыва шаровой опоры от поворотного кулака колесо лишается точки крепления к рычагу, и автомобиль становится неуправляемым. Также могут быть повреждены другие узлы подвески и кузова – полуоси, стойки стабилизатора, тормозные шланги, рычаги, покрышки, крыло или пороги. И это при условии, что автомобиль удастся удержать на дороге.
Последствия отрыва шаровой опоры
Несмотря на надежность шаровых опор, этот узел в процессе эксплуатации подвергается большим нагрузкам и со временем изнашивается. По данным исследования «Анализ причин отказа шаровых опор легковых автомобилей» (Ю.В. Родионов), 29,3% отказов передней подвески происходит из-за выхода из строя шаровых опор. Это в полтора раза чаще, чем рычаги, амортизаторы и стабилизаторы вместе взятые.
Распределение видов отказов и затрат на ремонт передней подвески представлены в таблице:
| Узлы и детали | Отказы | Затраты на ремонт |
|---|---|---|
| Рычаги подвески | 2,7% | 4,1% |
| Шаровые опоры | 29,3% | 28,4% |
| Амортизатор | 16,6% | 34,0% |
| Стабилизатор | 0,3% | 0,4% |
| Резинотехнические изделия | 51,1% | 32,6% |
Как самостоятельно заменить шаровую опору
Съемные шаровые (те, которые крепятся к рычагам болтами) – самый простой вариант для самостоятельной замены. Обычно не требуется ни подъемник, ни яма, а в качестве инструмента достаточно самого простого набора, немного свободного времени и желание своими силами устранить неисправность. На примере передней подвески внедорожника Chevrolet Niva первого поколения (1G) показываем, как заменить шаровую опору.
Для снятия шаровых опор обычнотребуются специальные съемники. Они бывают разных конструкций. В нашем случае мы воспользуемся съемником шаровых ВАЗ 2101-10 (так называемый «каблук»). Он пригодится не только для снятия шаровых, но и рулевых наконечников. Его примерная стоимость на маркетплейсах на конец 2025 года – 1600 рублей.
Приступаем к замене верхней шаровой опоры на примере Chevrolet (теперь уже Lada) Niva.
1. Снимаем колесо. Для этого сначала ослабляем гайки, потом поднимаем автомобиль домкратом с проблемной стороны (не забываем установить дополнительные опоры под кузов), далее откручиваем гайки полностью и снимаем колесо. Бывает, диск прикипает к ступице, и чтобы снять колесо, необходимо хорошенько приложиться кувалдой с его внутренней стороны (перед ударом лучше подставить обрезок доски перед диском). В нашем случае тяжёлая артиллерия не понадобилась – колесо снялось без проблем.
2. Откручиваем шаровую опору от рычага. Для этого нужно открутить три болта и гайку на пальце шаровой опоры. Особых проблем возникнуть не должно.
3. Отводим поворотный кулак в сторону от рычага. Иначе верхние рычаги будут мешать снятию опоры. Также убираем в сторону тормозной шланг (для этого его предварительно нужно отсоединить от кронштейна на поворотном кулаке, потянув вниз). Сейчас можно удостовериться, что шаровая вышла из строя. В нашем случае она свободно вращалась – так быть не должно.
4. Снимаем шаровую опору с поворотного кулака. Вот здесь нам и пригодился съемник. Поскольку шаровая все равно пойдет в металлолом, необходимо отверткой или канцелярским ножом срезать пыльник, иначе он будет мешать установке съемника. После этого можно будет свободно завести губки одной части съемника между корпусом шарнира и кронштейном поворотного кулака. Альтернативный вариант снятия опоры без специального инструмента – хорошенько приложиться по шаровой увесистым молотком. Если не поможет – повторять до получения результата, а для ускорения процесса можно прогреть палец газовой горелкой.
Со съемником все гораздо проще. Крутим гайку на винте справа по часовой стрелке – он по принципу качелей разжимает нижнюю правую часть съемника и сжимает левую часть – тем самым работая на выталкивание пальца шаровой опоры из рычага вверх. Сама по себе шарнир может и не выскочить, но создав съемником усилие на пальце достаточно будет одного четкого удара молотком по шаровой чтобы она покинула свое место. Так у нас и произошло.
5. Проводим осмотр неисправной шаровой опоры. Необязательный пункт, но можно в живую посмотреть, как выглядит вышедший из строя шарнир. Здесь была проблема в поврежденном пыльнике, который плохо защищал палец от воды и грязи. Результат – коррозия и замена элемента, поскольку ремонту эта деталь не подлежит.
6. Устанавливаем новую шаровую опору. По сравнению со снятием шарнира делается это гораздо проще, особенно если немного зачистить и смазать посадочное место в поворотном кулаке. Устанавливаем новую шаровую, прикручиваем новые гайки и болты (идут в комплекте с шаровой опорой). Осталось поставить на место колесо – и можно отправляться в дорогу.
Частые вопросы и ответы про шаровые опоры
А у вас были неприятности из-за износа или при замене шаровой опоры? Расскажите об этом в комментариях.
Читайте также в нашем журнале:
Новые публикации: