Автомобиль как действующий образец работы многих видов подшипников

Автоподшипники – где их найти в машине?

Конечно, в двигателе. В первую очередь на коленчатом валу, где традиционно используются подшипники скольжения, хотя «пробовались» на эту роль в свое время и игольчатые подшипники, и цилиндрические, и конические – роликовые.

На второе по важности место можно отнести систему газораспределения. В ГРМ также наиболее часто применяют подшипники скольжения. Исключением из правил являются конструкции с роликовыми толкателями. Они встречаются, например, в двигателях BMW и имеют достаточно оригинальную конструкцию, в которой используются игольчатые подшипники, а иногда применяют и обычные радиальные шарикоподшипники. Входящие в конструкцию ролики и подшипники отдельно не меняются, а замена происходит комплексно.

Еще одно место, где используются подшипники в двигателе, – это шатуны. Вид подшипников в этом узле зависит от типа двигателя: для 4-тактных двигателей это подшипники скольжения – шатунные вкладыши, монтируемые в нижнюю головку шатуна, и стальные втулки, устанавливаемые с натягом в верхнюю головку шатуна, для 2-тактных двигателей – игольчатые подшипники.

Еще одним агрегатом, в котором находится большое число подшипников, является коробка переключения передач. Во-первых, узел сцепления – это двухрядный шариковый и двухрядный радиально-упорный подшипники. Но наибольшую известность получили выжимные подшипники, которые обычно представляют собой гибрид упорного подшипника и углового шарикового подшипника.

В самой коробке также используются подшипники различных типов. Здесь присутствуют игольчатые подшипники, устанавливаемые на ведущий вал КП и используемые с шестернями, например, на двухрядных игольчатых подшипниках, посаженных на промежуточный вал, происходит вращение шестерней 3-й и 4-й передачи. Сам же промежуточный вал поддерживают шариковые и роликовые подшипники. В работе ведомого вала используется упорный двухрядный конический подшипник.

В приводе автомобиля подшипники используются в дифференциалах, это главным образом конические роликовые. На полуосях устанавливаются, если это старые модели автомобилей, подшипники качения, на более новых машинах – подшипники скольжения. В приводе задней оси автомобилей RWD (заднеприводных) и AWD (внедорожниках) встречаются и другие виды подшипников. На валу ведущей шестерни часто монтируют роликовые конические подшипники или же модифицированные игольчатые.

В шарнирах приводных валов применяются подшипники скольжения или игольчатые. В большой степени это зависит от размеров конструкции привода RWD- или AWD-автомобилей.

Подшипников в системе рулевого управления используется несколько, от подшипников в рулевой колонке, легких конических, игольчатых и т.д. до однорядных шариковых или игольчатых в зубчатой рейке рулевого управления.

В подвеске одним из важнейших является шариковый опорный подшипник стойки МакФерсона. Он обеспечивает вращение стойки, так как амортизатор в такой конструкции соединяется со ступицей колеса, т.е. представляет собой, можно сказать, вращающуюся часть.

Опорные подшипники отвечают за повороты колес и снижение вибрации, обеспечивают устойчивость автомобиля на дороге. Как правило, многие нежелательные звуки, возникающие при маневрировании, появляются вследствие износа крепления опорного подшипника. Когда же стуки становятся хорошо слышны, то чаще всего причиной являются изношенные резиновые элементы опорного подшипника. Выход из строя подшипников приводит к тому, что для поворота рулевого колеса водителю приходится прикладывать заметное усилие, нередко появляется даже скрип при поворотах.

В электрооборудовании подшипники участвуют в работе генератора. Их там два, оба шариковые однорядные. В стартере в основном применяются подшипники скольжения. В системе кондиционирования – одно- и двухрядные шариковые подшипники. В водяном насосе устанавливаются закрытые шариковые или подшипники с цилиндрическими роликами. Также в системе охлаждения без подшипника не сможет работать и вентилятор.

Для замены подшипников потребуется оснастка

Замена подшипников – одна из наиболее распространенных операций при ремонте автомобиля. Не всегда выпрессовка старых и установка новых подшипников происходят легко, часто для качественного выполнения монтажных работ нужны определенные навыки и спецприспособления.

Например, в классической заднеприводной схеме трансмиссии подшипник передней опоры первичного вала коробки передач, шариковый либо роликовый, устанавливается в «глухую» выточку, выполненную на торце коленвала. Для извлечения подшипника необходимо использовать специальные съемники, например т.н. инерционный.

Лапки съемника проходят через внутреннее отверстие подшипника, а затем их выступающие части упираются в нижнюю часть подшипника и фиксируются вставляемой между лапками отверткой. Обычно геометрию лапок приходится корректировать вручную для использования в автомобиле определенной марки. Для выпрессовки подшипника необходимо ударять грузом съемника в верхнюю его опору, и тогда подшипник достаточно легко покидает свое место установки.

Для подшипников относительно больших размеров, запрессованных подобным же образом, используются не инерционные, а винтовые съемники. В этом случае в устройстве между лапками проходит винт, упирающийся нижним краем в коленчатый вал. Вращаясь по резьбе, винт двигает лапки вверх и выжимает подшипник.

Есть и народные методы выпрессовки подшипников. Эффективность доказал, например, такой метод: через внутреннее отверстие подшипника в пустоту за ним плотно набивают какую-либо пластичную смазку, скажем, литол, либо просто хлебный мякиш. Затем, нанося удары по оправке, плотно входящей во внутреннее кольцо подшипника, воздействуют на заполняющее свободное пространство вещество, и подшипник выжимается.

Винтовые съемники различных конструкций получили очень широкое распространение в технологиях демонтажа подшипников. Без них сложно спрессовать и заменить подшипники генератора, специальные винтовые съемники используются при демонтаже подшипников ведущей шестерни редуктора заднего моста, замене подшипников коробки дифференциала и т.д.

Съемники используются в основном 2- и 3-захватные. Фиксация снимаемого подшипника губками 3-захватного съемника обеспечивает демонтаж без перекосов, 2-захватным съемником можно спрессовать подшипник в условиях очень ограниченного пространства. Усилие, развиваемое при выпрессовке с помощью съемника, изготовленного из термообработанных деталей из Ст. 45, может достигать 10 кН.

Одними из наиболее часто требующих замены оказываются ступичные подшипники. Причин, приводящих к их износу, много. Это и дисбаланс колес, и постоянная езда на перекачанных, т.е. очень жестких, шинах, неправильно отрегулированное усилие затяжки подшипника либо элементарное отсутствие смазки в ступичном узле, попадание в него пыли и грязи. На срок эксплуатации ступичного подшипника влияет неправильная установка углов колес (развал/схождение), а также эксплуатация с дисками, имеющими не соответствующий данной модели вылет.

С момента появления автомобиля и до наших дней колесные подшипники и ступичный узел постоянно модернизировались. Если до середины ХХ века в узле использовались шариковые либо роликовые конические подшипники, то с 60-х гг. прошлого столетия их стали заменять подшипники типа HUB (Hub Unit Bearings). Подшипники первого поколения HUB-I представляют собой специально разработанные 2-рядный радиально-упорный шариковый либо 2-рядный роликовый конический подшипники, с оптимально рассчитанными зазорами между телами вращения и комплектуемые специальными внешним и внутренними кольцами. Пластичная смазка, заполняющая HUB-I, рассчитана на весь период эксплуатации ступичного узла.

Вслед за HUB-I были созданы более совершенные подшипники HUB-II, сегодня же в ступичных узлах многих современных автомобилей используют подшипники HUB-III. В узел могут устанавливаться датчики ABS/ESP, преимуществом конструкции является крайне низкое радиальное биение, уменьшающее до минимума вибрации колеса при торможении, а использование шлицевого соединения упрощает монтаж/демонтаж подшипника, сохраняя при этом высокую точность посадки. Ступичные узлы последних поколений меняются в сборе, подшипник из ступицы не извлекается.

Замена подшипника – производить самостоятельно или обращаться на СТО?

Конечно, лучше менять подшипники на СТО – там есть соответствующее оборудование, работают опытные мастера. Автопроизводители часто рекомендуют при демонтаже/монтаже тех или иных подшипников использовать прессовое оборудование, а при отсутствии такой возможности применять технологические съемники. Стоимость многих подшипников, например ступичных, особенно последних поколений, немалая, рассчитаны они на долгую службу, поэтому особенно важно производить их замену профессионально.

Одной из главных опасностей при самостоятельном снятии/установке подшипников является вероятность повреждения посадочных мест. Например, установленный с натягом ступичный 2-рядный подшипник при выпрессовке, как правило, разрушается, и на ступице остается внутреннее кольцо. Это кольцо некоторые водители разрезают «болгаркой», сбивают молотком, а его необходимо аккуратно демонтировать съемником, не оставляя следов на посадочных диаметрах.

К тому же известна статистика, что подшипники наиболее часто приобретают дефекты именно при некачественной установке. Так, запрессовка подшипников попеременными ударами по краям – грубейшая ошибка. Более правильным решением, при отсутствии гаражного пресса, является запрессовка нового подшипника с помощью оправки, которой могут служить либо старый подшипник, либо, при его отсутствии, отрезки толстостенных труб или даже головки, имеющие соответствующий наружный диаметр.

На новый подшипник при запрессовке кладут сверху старый подшипник. С его помощью «ставят» на место новый, прикладывая при монтаже усилия только к тому кольцу старого подшипника, наружному или внутреннему, которое является посадочным и для монтируемого подшипника.

Обращаться же на СТО следует к проверенным специалистам. Не слишком совестливый, но опытный механик может с легкостью обмануть как начинающего, так и опытного водителя, поскольку самостоятельно проверить выполненную работу можно далеко не всегда. Вот и приходится при обращении автомобилиста к недобросовестным ремонтникам, например, оплачивать замену генератора, тогда как выполнялась лишь замена изношенных подшипников. А неопытного водителя, обратившегося на СТО по поводу замены подшипника ступицы, могут убеждать, что менять необходимо оба подшипника, правый и левый, хотя изношен только один из них. Хорошо, если замена, хоть и не совсем нужная, будет вообще произведена.

Подшипник, надо отметить, как деталь требует бережного обращения. Буквально одного падения на бетонный пол гаражного бокса достаточно, чтобы нарушить его геометрию и вывести из строя. Зато установленный с соблюдением всех рекомендаций специалистов автомобильный подшипник компаний FAG, TIMKEN, NSK, KOYO, SKF, NTN, NACHI, SNR, RU и других лидеров отрасли на долгие годы позволит забыть о необходимости его замены.