Что такое шкворень в автомобиле фото
Статья: «Всё о шкворне УАЗ»
В этой статье постараемся всесторонне описать этот узел, который является частым объектом ремонта, а так же обсуждения и споров.
И так… Что есть шкворень? Это шарнир, на котором вращается, а вернее качается, на определенный угол поворотный кулак. И так как на УАЗе передний мост ведущий, шкворень разделен на две половинки, чтобы освободить место механизмам привода колеса, который включает в себя полуоси и шрус.
Задача шкворней — обеспечение точного позиционирования поворотного кулака относительно самого моста и при этом сохранение подвижности узла. Ось качения шкворней проходит через ось работы внутреннего шарнира привода колеса. Появление люфтов в узле поворота приводит к потере соосности двух половинок привода, в котором резко возрастают нагрузки на отдельные детали, что приводит к их быстрому износу и поломке. Также неисправность шкворней отражается на управлении автомобиля, появляется большой холостой ход в рулении, возможны заедания, появление болтанки и т.д. а это напрямую влияет на безопасность движения. И из этого делаем вывод, что шкворень — очень ответственная деталь автомобиля.
Теперь рассмотрим, в каких условиях он работает и какие силы действуют на шкворень в мосту автомобиля УАЗ, как в принципе и других машин с передним ведущим мостом той же схемы.
На шкворни действуют две силы, одна осевая, действует вдоль оси качения, то есть в торец шкворня, как бы направленая на сдавливание шкворня. Причем вся нагрузка, которой является вес авто, приходиться на нижний шкворень, а верхний осевую нагрузку несет минимальную, заданную натягом при сборке. И вторая радиальная, действует перпендикулярно оси поворота, то есть эта сила направлена сбоку на шкворень, и как бы направлена на выворачивание кулака. На нижний она действует меньше, так как он находиться ближе к плоскости вращения колеса. Соответственно на верхний больше. И направления действия разные, на нижний из внутренней стороны наружу, а у верхнего с наружной стороны – внутрь.
Значение этих сил зависит от веса автомобиля, и при средней нагрузке передней оси в 1000 кг (плюс-минус 200 кг), то на каждую сторону приходится 500 кг осевой нагрузки. А при движении по неровностям и ударам в подвеску это значение возрастает в несколько раз! Значение радиальных нагрузок намного меньше осевых, но тоже возрастает с увеличением веса машины. Так же они возрастают при поворотах, склонах, торможении. Но в большей степени эти значения увеличиваются при увеличении вылета колес, так как точка опоры становится дальше, и увеличивается длинна рычага, который направлен на то самое «выворачивание» кулака. На военных мостах этот рычаг больше, так как ось шкворней дальше от колеса из-за бортового редуктора.
Думаю стало понятно в каких условиях работают шкворни. Теперь рассмотрим различные конструктивные варианты, их особенности, преимущества и недостатки.
Подведем итог данной модели: «+» 1) надежность. 2) хороший ресурс при своевременной смазке и подтяжке 3) даже при сильном износе не склонен к заеданию «-»1) большое усилие на руле. 2) необходимость постоянного контроля и обслуживания. 3) сложность замены.
Если поискать информацию о поломках этих шкворней, то вы увидите закономерность, что из строя всегда выходит нижний шкворень, не выдерживая осевой нагрузки. Верхний же, испытывая только радиальную нагрузку, всегда исправный. Еще конструкция такова, что при появлении зазора в узле, осевой люфт намного больше, чем радиальный, и при движении получаются удары в осевом направлении, что ухудшает и так не завидное положение нижнего подшипника. Поэтому эти шкворни работают только при наличии умеренного натяга. Именно умеренного, так как можно крышками затянуть и дать натяг и в тонну, а усилие на руле при этом не возрастает, и соответственно в таких условиях подшипник просто обречен на быстрою поломку.
Отметим одну особенность, есть многие, которые положительно отзываются о данной конструкции. Выражаясь, типа «езжу с ними на 35 тапках, и все в норме» и т. д. Этому есть логичное объяснение. Боковой вынос колеса не влияет на ресурс этих шкворней, так как увеличивается только радиальная нагрузка, с которой подшипник легко справляется. А большие колеса не позволяют возникать ударным нагрузкам из-за большого диаметра, небольшого давления в шинах и более высокой «проминающейся» части колеса. Движение получается более мягкое.
Ну и конечно надо признать, что самое главное — это качество подшипника. При хорошем качестве и правильной сборке узел может исправно и долго работать.
Итог по модели с подшипником: «+» 1) легкий руль. 2) легкая установка. «-» 1)сложная регулировка 2) малый запас по прочности 3) может сломаться «резко» с возможным проявлением закусывания. 4) чувствителен к наличию воды или влаги в узле.
Претендент No 3. Шкворень на «шаре». Тоже распространенный вариант. Во многом из-за того, что тоже легко устанавливается. Данная конструкция по характеристикам является полной противоположностью шкворню на подшипнике, далее вы увидите почему.
Основной рабочий элемент, стальной шар диаметром 20 мм. Он зажат между двумя стальными деталями, погружаясь в их тела в полусферические углубления, так называемые чаши (обоймы). Здесь тоже присутствует трение скольжения, что проявляется большим усилием на руле. Но по сравнению с вариантом на втулках, оно меньше, так как сопрягаемые поверхности имеют меньшую площадь. А меньшая площадь достигнута тем, что нет проставки из мягкого металла, скольжение «сталь по стали». В таких парах, для правильной работы, один должен быть выше по твердости, это шар.
Этот узел тоже предназначен для работы при двух видах нагрузки, осевой и радиальной. Но в отличие от предыдущей версии, осевую он может держать огромную, так как нагрузка разрушения шара такого диаметра более 20 тонн! А вот на радиальную нагрузку такой вариант рассчитан мало, так как рабочие поверхности находятся под острым углом к направлению нагрузки.
Так же, конструкция такова, что при образовании зазора в узле, радиальный люфт намного больше, чем осевой. Появляется боковая болтанка. И как мы говорили выше, что поверхности воспринимающие эти нагрузки и так под острым углом, то при зазоре нагрузка приходится на кромку, то есть самый край чаши. Так как шар способен выдерживать большие нагрузки, в данном случае больше страдает посадочное место, в нем набивается эллипс, а в некоторых случаях вовсе откалывается край обоймы.
Если рассмотреть характер поломок данного вида шкворней, то выявится следующая закономерность, из строя всегда выходит верхний шкворень! Объясняется это тем, что нижний всегда прижат весом авто, и весь люфт проявляется на верхнем шкворне, где при работе происходят удары в боковую сторону, что влечет за собой выработку и поломку обоймы, как было описано выше. Если же вы успели поездить некоторое время с зазором, то шар быстро успевает набить эллипс в верхней обойме, и последующая подтяжка будет малоэффективна, так как шар будет перекатываться внутри выработки, и люфт все равно будет прогрессировать.
Такого типа шкворень работает при заведомо большом натяге при сборке. Но тогда усилие на руле становится сопоставимым с моделью с бронзовыми втулками.
Такой шкворень не предназначен для использования с отрицательным вылетом и на «военных» мостах, где ось работы шкворней дальше от пятна контакта колеса и губительная для этой модели радиальная нагрузка выше.
Так же надо отметить еще один довольно серьезный недостаток этого вида. У этой модели шар полностью перекрывает канал подачи смазки в поворотный кулак через верхнюю тавотницу, и при этой конструкции как обновлять и дополнять смазку для шруса – большой вопрос.
Итог по модели с шаром: «+» 1) хороший ресурс при натяге 2) легкая установка 3) не боится ударов в подвеску «-» 1) большое усилие на руле 2) проблема со смазкой 3) нужен постоянный контроль.
Претендент No 4 Шкворень нового образца. Устанавливается на УАЗ Хантер и Патриот с мостами Спайсер. Но есть на рынке предложения и на мосты Тимкен. Рабочим элементом является полусфера и встречная обойма. Похож по этому принципу на шкворень на шаре, но имеет существенные отличия. Первое, полусфера большего диаметра, значит выдержит большие нагрузки. Второе, полусфера глубже погружена в обойму, значит более приспособлена к радиальным нагрузкам. Третье, имеется Антифрикционная проставка из пластика (заводской вариант) или из мягкого металла.
При установке очень требователен к регулировке. При сильном зажатии, большое усилие на руле и быстрый износ вкладыша (проставки). При послаблении, от ударов также страдает вкладыш. Требователен к обслуживанию, особенно на начальном этапе после установки, когда идет приработка. Нужно периодически шприцевать.
Больше описывать нет смысла, все понятно при сравнении с предыдущими вариантами.
При качественном исполнении деталей, наилучший вариант.
Итог по модели: «+» 1) надежность 2) хороший ресурс при натяге 3) не боится ударов в подвеску «-» 1) сложная установка 2) сложная регулировка 3) требователен к обслуживанию, нужен постоянный контроль зазора.
Теперь настало время нового претендента, посмотрим, что здесь есть нового.
Шкворень на комбинированном подшипнике разработан для использовании в поворотном кулаке моста Тимкен и редукторный (военный) автомобилей УАЗ. Является авторской разработкой Autogur73.
Конструкция шкворня AUTOGUR73 повторяет конструкцию шкворня старого образца на бронзовых втулках, но имеет ряд отличий и значительных преимуществ:
— в отличии от шкворня с/о, трение скольжения заменено на трение качения, что ведет к снижению сопротивления вращения, исключая износ;
— каждый из подшипников воспринимает свою нагрузку. Осевую нагрузку держит упорный роликовый подшипник No 9105, радиальную – игольчатый No 202614;
— точка восприятия радиальных нагрузок разнесена дальше от центра шара, что снижает значение нагрузок, как минимум на 25%;
— обоймы подшипника (рабочие поверхности, линзы) являются одним телом, что исключает точечные нагрузки, — перекосы во время установки и эксплуатации;
— неограниченный ресурс.
Устанавливаются без какой-либо дополнительной обработки или спец инструментов.
Итог по модели:
1) легкий руль
2) легкая установка
3) огромный запас прочности
4) легкая регулировка
5) нет необходимости контроля
Чтобы лучше разобраться в запасе по ресурсу в данном шкворне, рассмотрим следующие цифры:
(Обозначения; Грузоподъемность статическая – Со
Грузоподъемность динамическая — С)
Подшипник 7302, (роликовый, радиально упорный, претендента No 2) Со — 900 кг, С — 1900 кг
Подшипник 9105 упорный роликовый Со — 7350 кг! С — 2650 кг
Подшипник 202614 игольчатый радиальный Со — 1210 кг! С — 860 кг
Для сравнения и понимания:
Подшипник 7509 (ступицы УАЗ, 45х85х24.75) Со — 4600 кг, С — 6000 кг, и если бы такой подшипник смогли уместить в шкворень, сомнения о его надежности, думаем, ни у кого не возникало!
Шкворни.
Шкворень.
Шкворень — это поворотная ось. Термин использовался ещё в гужевых повозках с поворотной передней осью. С возникновением автомобилей шкворень долгое время оставался единственным механизмом обеспечивающим возможность поворота передних колес автомобиля.
В настоящее время шкворневой механизм поворота передних колес используется все реже, однако, в крупнотоннажной технике данный механизм все ещё актуален.
Рассмотрим данный механизм на конкретных примерах.
Грузовой автомобиль Toyota heavy duty truck Рис1.
Выпускался с 1969 по 2002 год.
Схема передней оси данного автомобиля Рис.2
Тот же узел более подробно. Рис3.
На данном автомобиле можно наблюдать классическую схему шкворневого поворотного механизма. В данной схеме шкворень представлен массивной стальной осью, вокруг которой происходит вращение поворотного кулака. Для уменьшения трения используются подшипник качения (подшипник рис.3) и подшипники скольжения (втулки и бронзовая шайба рис.3). Для герметизации сверху и снизу шкворня устанавливаются резиновые уплотнительные кольца и прокладка нижней крышки.
Положительными моментами такой конструкции является высокая механическая прочность, благодаря которой достигается высокая грузоподъемность автомобиля и длительный срок службы узла (при правильном и своевременном техобслуживании). Полная версия статьи тут.
Если требуется, чтобы передние колёса были ведущими, то конструкция шкворня меняется. Ось шкворня становится не сплошной, для того чтобы к колесу мог проходить вал привода крутящего момента.
Рассмотрим пример.
Toyota Land Cruiser HZJ81. Рис.4
Схема передней оси данного автомобиля Рис.5
Устройство шкворня Toyota Land Cruiser HJZ81. Рис.6
По приведенной схеме (Рис.6) видно, что от шкворня остались лишь небольшие осевые элементы на верхней крышке и нижнем шкворневом рычаге. Наружные обоймы шкворневых конических подшипников устанавливаются в указанные на Рис.5 пазы шаров моста. Внутренние обоймы этих подшипников устанавливаются на шкворневые оси. Смазка шкворневых элементов происходит путем наполнения полости кулака консистентной смазкой.
Механическая прочность такой конструкции шкворня меньше, чем у классической конструкции, однако она достаточна для многолетней эксплуатации автомобиля при условии своевременного и качественного технического обслуживания.
По мере развития автомобилестроения потребовалась модернизация конструкции поворотного механизма передних колес автомобиля. Появились шаровые опоры. В отличии от шкворней они обеспечивали подвижность не только по оси поворота кулака, но и по другим осям. Шаровые опоры обеспечивали миниатюризацию конструкции и улучшение ходовых характеристик, однако грузоподъемность автомобилей уменьшилась, как и срок службы поворотных механизмов.
Хочется обратить внимание на любопытное сочетание шкворня с шаровой опорой, которое наблюдается, например, на некоторых модификациях Nissan Bluebird U14 Рис.7
Устройство поворотного механизма Рис.8.
Поворотный кулак Рис.9.
То есть на данном автомобиле поворотный кулак снизу вращается на шаровом шарнире, а сверху на шкворне.
На некоторых автомобилях с приводом на передние колеса шкворни имеют вид шаровых шарниров. То есть шкворневые пальцы на своих рабочих концах имеют полусферы, которые вращаются в специальных углублениях на шарах моста.
В процессе эксплуатации происходит износ различных элементов шкворня (втулок, подшипников, пальцев).
Для ремонта шкворней существуют ремкомплекты, в которые входят все необходимы для замены элементы.
Для ремонта шкворней у автомобилей с передней ведущей осью продаются все необходимые элементы по отдельности (пальцы, подшипники и др.)
Основная сильная сторона шкворней — максимальная механическая прочность из которой проистекает долговечность. Минусами является массивность, худшие по отношению к шаровым опорам кинематические характеристики, худшая по отношению к шаровым опорам герметичность.
Что такое шкворень?
Шкворень – металлический стержень, силовой элемент и поворотная ось колеса, являющегося управляемым. В широком смысле, деталь поворотного соединения, используемого в автотракторной технике.
На данную запчасть возлагается выполнение ряда функций:
Состояние данной запасной части оказывает непосредственное влияние на безопасность и надёжность управления транспортным средством. Существенные нагрузки, воспринимаемые ей при работе, приводят к её износу, что требует выполнения своевременной замены.
Для правильного выбора требуемой запчасти необходимо учитывать конструктивные особенности и типы шкворня.
Существующие конструкции и типы шкворня
Вся выпускаемая продукция данного ассортимента подразделяется на несколько групп:
Шкворень поворотной цапфы, кулака
Представляет деталь конструкции, выполняющую задачу удержания колеса, с восприятием всех нагрузок, последующим распределением на раму транспортного средства.
По конструктивному исполнению и применимости, подобные детали делят на две подгруппы:
Сквозной шкворень предусматривает его пропуск через обе точки соединения мостовой балки с поворотным кулаком (сверху, снизу). Следовательно, на каждом мосту, в этом варианте, применяется два шкворня.
Подобное соединение наиболее надёжное и простое. Но применяется только в транспортных средствах, имеющих задний ведущий мост. Объясняется это тем, что деталь проходит сквозь ось балки. Поэтому установить полуоси, другие детали, невозможно.
Раздельные шкворни, имеющие меньшую длину, обеспечивают независимое соединение балки и поворотного кулака в 2 точках, сверху и снизу. На один мост используется 4 подобные детали.
Эти соединения сложнее в техническом плане, однако допускают монтаж на ведущих мостах. Подобная установка шкворней оставляет достаточно места для монтажа шарниров либо полуосей, и обеспечивает передачу крутящего момента на управляемые колёса с редуктора.
Конструкция шкворня 1 и 2 типа различна
Сквозной изготавливается из стали. Имеет переменный либо постоянный профиль. На его поверхности, в зависимости от модели, выполняются каналы для подачи смазки, выточки, в которые упираются фиксирующие штифты. На штифте выполняются шейки, сверху и снизу. Ряд моделей имеет резьбу, используемую для крепления шкворня в цапфе (вариант, кулаке). Использование подшипников разных типов (качения, скольжения), установленных в специальных отверстиях, имеющихся в мостовой балке, поворотном кулаке, позволяет установить шкворень в нужное место, выполнить соединение упомянутых элементов.
После установки шкворень фиксируется штифтом (боковое закрепление), резьбой, крышками (верх, низ). В крыше, поворотном кулаке крышке может предусматриваться наличие маслёнки.
Предусмотрена установка шкворня с использованием:
Ряд типов шкворней рассчитан на комбинированную установку. Сверху вкладыш, снизу используется опорный подшипник.
Раздельные шкворни, укомплектованные сферическими вкладышами, выделяются в специальную группу. Нижней стороной они фиксируются на балке (чаще всего, жёсткая фиксация достигается парой резьба/гайка). На другой выполнена сферическая головка. Ей шкворень упирается в, имеющейся на корпусе такой делали, как поворотный кулак, сферический вкладыш. Этот вариант достаточно широко применялся на УАЗ ранних выпусков.
Шкворни рассмотренных типов выполняются из легированных и углеродистых конструкционных сталей разных марок, допускающих цементацию наружных поверхностей (так именуется термообработка, позволяющая повысить твёрдость детали), имеющих значительную вязкость.
Данные детали отличаются повышенной износоустойчивостью, существенной прочностью. Это гарантирует надёжность всего сборочного узла.
Шкворни для седельно-прицепных устройств
Это одна из деталей шарнирного соединения любого полуприцепа, с устройством ССУ, установленным на седельных тягачах. Деталь монтируется на полуприцепе, вставляется в ССУ, надёжно закрепляется в последнем. Это обеспечивает гарантированное удержание полуприцепа, сохраняет возможность поворота при движении и маневрировании.
Шкворни данной группы стандартизованы. По диаметрам (в миллиметрах), которые имеют сопрягаемые поверхности детали, различают три основных типа:
Шкворни первого типа применяются только на технике, изготовленной в России. Детали 2 и 3 типа полностью отвечают положениям международных нормативов.
Шкворни этой группы изготавливаются в двух вариантах:
1 тип представляет стержень с фланцем. Монтаж к полуприцепу предусматривает болтовое соединение. Ставится на внутренней либо внешней поверхности донной части полуприцепа. Возможна комплектация фланцами, рассчитанными под винт, имеющей потайную головку, либо стандартный болт.
Вторая версия представляет стержень, имеющий сверху внешнюю резьбу. Ставится в приваренную на полуприцеп втулку.
Независимо от варианта, шкворни данной группы конструктивно производятся одинаково. Это стержень цилиндрического типа заданной длины. Снизу на нём выполняется проточка фиксированной ширины, являющаяся сопрягаемой поверхностью. Её деталь вставляется в ССУ, где прочно фиксируется благодаря форме конструкции. Сверху, с учётом типа детали, может выполняться фланец (вариант, резьба).
Шкворень для навесок и прицепных устройств
Эти подели применяются при необходимости соединения навесного оборудования (различных прицепов) с устройствами на бамперах транспортного средства (впереди, сзади) и различными навесками.
Такие шкворни часто именуются «палец». Производители предлагают их в многовариантных исполнениях, различных конструкциях.
Самое простое представляет палец, имеющий снизу отверстие для монтажа фиксирующего устройства (например, пальца), а сверху расширение, по форме напоминающее грибок.
Остальные модели отличаются более сложными конструкциями. Могут комплектоваться разнообразными фиксирующими устройствами, разными крюками, иными вспомогательными деталями.
Как выбрать шкворень
Колесный узел автомобиля – это несколько интересных механизмов, тесно связанных друг с другом. Реализовать такие механизмы можно разными способами. Большое распространение имеют т.н. шкворневые соединения. Они используется в поворотных кулаках, некоторых моделях сцепных устройств и многом другом. Грубо говоря, шкворневое соединение является «шарниром», который обеспечивает ступень свободы в тех механизмах, которые должны отклоняться в несколько сторон. Одним из таких механизмов являются управляемые колеса. В случае автотранспорта такими колесами являются передние. Avto.pro решил разобраться в том, как устроены шкворни, как они работают и какие неисправности для них характерны.
Что такое шкворень и что стоит о нем знать
Если обратиться к техническим руководствам, то под понятием «шкворень» подразумевают стержень, находящийся в шарнире поворотного соединения некоторых элементов транспортных машин. Это если говорить сухим языком. По-простому шкворень – это ни что иное, как прочный стержень, который являются и силовой деталью, и осью поворота деталей с шарнирным соединением. Еще около 60 лет назад шкворни активно использовались в автомобильной индустрии, но к нашему времени их заменили шаровыми шарнирами, соединяющими поворотные кулаки с т.н. рычагами подвески. Однако шкворни не ушли в прошлое – скорее, стали использоваться реже в виде полностью самостоятельной детали. Сегодня под словом «шкворень» понимают конструктивную ось поворота управляемого колеса. Почему же шкворень в его классическом виде сегодня встречается только в очень старых автомобилях? Дело в том, данная деталь имеет несколько серьезных недостатков, которых нет (или которые не столь явны) у шаровых шарниров. А именно:
— Потребность в частном обслуживании и в, частности, в смазывании;
— Невозможность реализации уменьшенного плеча обката;
— Невозможность реализации т.н. «противоклевковой» геометрии рычагов.
Но здесь есть и плюсы. Несмотря на то, что ранние модели шкворней нуждались в частом смазывании, они служили очень долго. По этой причине они были несколько доработаны и им было найдено другое место. Так, например, шкворни являются конструктивным элементом:
— Седельно-сцепных устройств. Пример: шкворень полуприцепа;
— Поворотных кулаков (цапф) передних колес. Пример: шкворень цапфы;
— Прицепных устройствах, навесок. Пример: шкворень прицепа с фланцем. Часто такие шкворни называют просто «пальцем» и «грибком».
Как читатель уже понял, положительным моментом шкворневого узла является его надежность и живучесть. Но есть и другие достоинства. Если шкворень «посадить» на подшипники качения и скольжения, а также защитить резиновыми уплотнителями, можно получить идеальный узел ходовой для грузового транспорта. При необходимости шкворневой узел можно сочетать с шаровой опорой, как это сделано в Nissan Bluebird U14. Поворотный кулак этого автомобиля сверху вращается на шкворне, а снизу на шарнире. Какой бы ни была конструкция, она сможет похвастать живучестью. Сам шкворень очень редко выходит из строя. Зачастую менять приходится втулки, подшипники и уплотнители. К этому вопросу мы еще вернемся.
Устройство шкворней поворотного кулака
В общем виде шкворень представляет собой короткий металлический стержень, верхняя часть которого запрессована в корпус поворотного кулака, а нижняя соединена с корпусом шаровой опоры. На одном мосту обычного располагается четыре шкворня: по два в каждом поворотном кулаке. Наиболее распространенными являются шкворни четырех типов:
1. Цилиндрический Т-образный, вращающийся в бронзовой втулке;
2. Цилиндроконический с сферической опорой, вращающийся в бронзовом вкладыше сферической формы;
3. Составной подшипниковым, вращающийся на коническом подшипнике;
4. Составной с шаром, вращающийся на шаре.
Классикой автомобильной индустрии принято считать Т-образные шкворни. Более современными считаются составные шкворни двух вышеуказанных типов. Они являются частью ведущих мостовых узлов типа «Тимкен». Самым современным решением принято считать шкворни со сферическими опорами в мостах типа «Спайсер» и их модификациях. Важно отметить, что шкворни четырех указанных типов имеют серьезные конструктивные отличия.
Подробнее о Т-образных шкворнях
Т-образный шкворень представляет собой пару цилиндров разных диаметров. Широкой частью шкворень запрессован в корпус поворотного кулака. Дополнительная фиксация обеспечивается стальной накладкой. В центре широкой части шкворня расположен канал для пресс-масленки и канал под стопорный штифт. Конструкция удерживается 4-мя болтами, а ее проворачивание обеспечивается штифтом. В узкой части шкворня находится бронзовая втулка, которая запрессована в шаровую опору. Втулка откалибрована: при проворачивании шкворня она не вызывает заклиниваний. Металлические прокладки между корпусом шаровой опоры и широкой часть такого шкворня служат для центровки узла.
Сам механизм работает по простому алгоритму. Как только водитель начинает выполнение маневра, поворотный кулак отклоняется от своего среднего положения, а шкворни проворачиваются узкими частями. Как и было указано, узкие части шкворней выходят во втулки в корпусах шаровых опор. Через специальный канал смазка может поступать из шкворня в пространства между ним и втулкой, что позволяет серьезно уменьшить износ деталей и предотвратить сухое трение.
Подробнее о шкворнях с шаром
Шкворни с шаром (иначе шкворни на шаре) имеют довольно простое устройство. В отличие от предыдущего типа, они и вовсе могут быть не похожими на стержень, хоть они и выполняют ту же задачу. Вот их основные части:
1. Верхняя часть, которая прессуется в корпус поворотного кулака;
2. Нижняя, которая прессуется в корпус шаровой опоры;
3. Стальной шар, зажатый между двумя частями.
Шар уложен в полусферические лунки в нижней и верхней частях шкворня. В половинах шкворня выточены осевые каналы для смазывания шара. В верхней части детали также находится резьбовой канал под пресс-масленку. Особенность шкворней с шаром является то, что их нижняя часть жестко фиксируется на шаровой опоре, вследствие чего нужда в бронзовой втулке пропадает.
Принцип работы шкворневого узла с шаром довольно прост: как только колесо отклоняется, верхняя часть такого шкворня начинает проворачиваться на шаре. Здесь есть интересный момент: при проворачивании части шкворня проворачивается и сам шар, что снижает силу трения и способствует более медленному износу деталей. Как видите, такой механизм отличается от своего Т-образного собрата отсутствием втулки – ее задачу просто выполняет другой конструктивный элемент.
Подробнее о шкворнях со сферическими опорами и подшипниками
Шкворни со сферическими опорами объединяют в себе преимущества двух вышеуказанных типов. Конструктивно они представляют собой цилиндроконический металлический стержень с полусферической головкой. Узкая часть детали имеет резьбу под гайку, а вдоль всей ее оси высверлен специальный канал для смазочного материала. Канал имеет своеобразное продолжение на головке шкворня – проточку для лучшего распределения смазки. Сам шкворень жестко связан с поворотным кулаком посредством зажимной втулки. Сверху шкворень также стягивается гайкой. Сферическая часть детали связывается со шкворневым механизмом посредством бронзового или пластикового вкладыша, уложенного в корпус шаровой опоры.
Работает шкворень так: как только колесо поворачивается, сферические головки шквореня, имеющего жесткую связь с кулаком, синхронно проворачиваются в вышеупомянутых вкладышах. Если они выполнены из бронзы, узел изнашивается довольно медленно. Стоит отметить, что шкворни со сферическими опорами хорошо реагирует на вертикальное проворачивание кулака.
Шкворни с подшипниками конструктивно очень похожи на шкворни с шарами. Разница в том, что вместо шара в нем используется конический подшипник. Часто он дополняется упорным кольцом. Обойма подшипника запрессована в поворотный кулак. Здесь также есть канал для пресс-масленки. Как успела показать практика, такие шкворни легко переносят даже сильные осевые нагрузки и имеют большой эксплуатационный ресурс.
Как определить неисправность шкворней и произвести замену
Вне зависимости от того, какого типа шкворень установлен на вашем автомобиле, вы можете быть уверены в том, что его эксплуатационный ресурс велик. Как уже было описано в одном из предшествующих разделов, чаще наблюдается выход из строя уплотнителей и втулок, нежели самого стержня. Впрочем, они являются конструктивным элементом шкворня, но, к счастью, их замена легко осуществима. При возникновении неисправностей шкворня автолюбитель столкнется со следующим:
— Неравномерным износом шин;
— Ударами рулевого колеса;
— Появление скрипов на поворотах и при наборе скорости;
— Стуков ходовой при движении;
— Необходимостью прикладывать большие усилия для проворачивания рулевого колеса;
— Появлением осевого люфта во втулках.
Для ремонта / замены шкворня не нужно иметь технических навыков и обладать специфическими знаниями. С этим справится даже рядовой автолюбитель, хотя мы все же рекомендуем заручиться поддержкой напарника и держать под рукой смартфон с текстовым руководством или видео с «гайдом». Так как шкворни чаще всего используются в ходовой среднетоннажных и большегрузных автомобилей, возьмем для примера работу со шкворнем моста «Газели». Вот как осуществляется демонтаж:
1. Удалить все масло из моста;
2. Снять детали тормоза;
3. Открутить щит тормозов, после чего снять привод с вместе с подшипником в корпусе;
4. Снять рулевой наконечник и пресс-масленку;
5. Снят шкворневую крышку и клапан смазки;
6. Обработать шкворневой узел WD-40 и попытаться снять его. Важный момент: возможно, потребуется подогревание деталей горелкой, выбивание молотком и т.п. Прохождение этого этапа может занять время.
После снятие шкворневого узла все детали необходимо тщательно очистить, после чего осмотреть. Уделите особо внимание втулкам / подшипникам. При их замене учитывайте, что для запрессовки нужна специальная оправка. При их развертке нужно не только соблюдать соосность, но и технологический допуск: 0.02-0.053 мм. При замене опорных подшипников учитывайте направление сборки. Советуем просто запомнить, как были расположены старые подшипники и воспроизвести увиденное. После замены комплектующих не забудьте смазать детали механизмы и залить свежее масло в мост.
Выбор нового шкворня и его деталей
К счастью, вопрос взаимозаменяемости шкворней почти никогда не бывает актуальным. Искать новую деталь стоит по коду старой – одна модель шкворня в 99% случаев несовместима с ходовой другой модели автомобиля. Не советуем вести поиск по геометрии шкворня – это сложно и не гарантирует надежного результата. Рекомендуем искать шкворень по:
— Его артикулу;
— Параметрам вашего автомобиля (с учетом года выпуска);
— VIN-коду вашего автомобиля.
Последний вариант даже предпочтительнее. На Avto.pro реализован поиск по оригинальным каталогам. В нем можно ввести «ВИН» или вести поиск вручную – он будет сильно упрощен тем, что система продемонстрирует вам интерактивную схему узла, в которой можно «кликнуть» по нужной детали для ремонта. Однако поиски можно вести сразу по параметрам автомобиля. Так вы найдете не только оригинальную деталь, но и, если повезет, ее ближайший взаимозаменяемый аналог от стороннего производителя.
Повышенный износ шкворня и его полный выход из строя может наблюдаться или при очень длительной эксплуатации (от 5-6 лет и более), или при проблемах со смазыванием детали. Зачастую приходится менять лишь отдельные детали, которые собраны в т.н. ремкомплектах. Искать нужный ремкомплект стоит по параметрам автомобиля. На рынке можно найти как оригинальные ремкомплекты, так и аналоги от известных упаковщиков и производителей нижнего звена: FAG, BSG, Delphi, Auger, Sampa, SWAG. Качество аналогов вполне удовлетворительно.
Шкворень – важный элемент колесной базы грузовиков, полуприцепов, фургонов и даже внедорожных автомобилей. Рядовые владельцы легковых автомобилей могут даже не знать о существовании такой детали, хотя в некоторых легковушках она еще встречается. Шкворень является довольно живучей деталью, однако в нем со временем изнашиваются втулки / подшипники и уплотнители. Все необходимое для «оживления» шкворня можно найти в ремкомплектах. Найти их просто, тем временем как сам шкворень встречается в продаже не так уж часто. К счастью, металлическая часть узла редко нуждается в замене.