Многие современные автомобили, особенно внедорожники требуют определенных. Большинство автовладельцев начинают с доработки узлов трансмиссии. Это необходимо по многим причинам: подготовка авто для использования в определенных условиях, или придание движению большего комфорта. Немаловажным фактором является повышение надежности узлов, и одним из решений может стать установка измененного переднего шкворня. Шкворень – достаточно важная деталь и используется для того, чтобы соединять тяги со ступицей колеса, чтобы обеспечить полноценное управление автомобилем. Рассмотрим подробнее способ применения и устройство.
Технические характеристики элемента
Стальной шкворневой палец на УАЗ Патриот разделен на 2 части, что обеспечивает монтаж приводного вала передних колес в шарнире. Кулак надет на шарнир, в котором предусмотрены сферические выемки под установку бронзовых чашек. Сзади к корпусу поворотного узла крепится металлическая крышка. Внутри шкворня предусмотрен канал с внешней пресс-масленкой, нагнетающей смазку к трущимся поверхностям в процессе технического обслуживания узла. На чашках имеются проточки, через которые происходит равномерное распределение смазки.
Палец имеет коническую секцию, позволяющую центрировать элемент с помощью разрезной резьбовой втулки. К нижней части кулака на 4 болтах крепится поворотный рычаг. Управляемые элементы соединены штангой, обеспечивающей симметричное отклонение управляемых колес.
Шаровые пальцы расположены под наклоном, что снижает нагрузки, изнашивающие чашку и шарообразную головку.
Шкворня представляет собой стальной стержень переменного профиля.
Модернизированный узел отличается коническим подшипником, который использован вместо чашки. Внешнее кольцо опоры упирается в специальную подставку, монтируемую или привариваемую к штатному отверстию шарнира моста. Во внутреннее кольцо требуется установить шкворень, на теле которого предусмотрена ограничительная шайба (не позволяет пальцу чрезмерно войти во внутреннее кольцо подшипника).
Центрирование осуществляется разрезной втулкой с резьбой, сверху шкворень закрывается крышкой, удерживаемой гайкой.
Плюсы и минусы шкворня на подшипниках
Преимущества изделия:
- не требуется частая регулировка или подтяжка;
- при чрезмерном затягивании колесо легко отклоняется в стороны;
- в состав комплекта входят детали для переделки шарнира поворотного кулака.
Читайте: как подтянуть шкворня на УАЗ Патриот
В состав комплекта входят детали для переделки шарнира.
Недостатки узла, отмечаемые владельцами машин:
- процедура монтажа более трудоемка (по сравнению со стандартными элементами);
- ударные нагрузки и вибрации разрушают кольца и беговые дорожки конического подшипника;
- при попадании влаги опора ржавеет и выходит из строя;
- в случае недостаточного натяжения происходит ускоренный износ трущихся поверхностей;
- при разрушении подшипника возможно заклинивание кулака.
Типы шкворней
На этих внедорожниках устанавливают 4 вида шарниров, которые отличаются типом подшипника:
- пластиковая чашка;
- бронзовая чашка;
- стальной шарик;
- игольчатый подшипник.
На заводе штатно устанавливают только пластиковый и шариковый шарниры. Бронзовую чашку ставят вместо пластиковой без переделок, поэтому такой тюнинг увеличивает срок службы шкворня и не является внесением изменений в конструкцию автомобиля. Установка подшипникового шарнира требует серьезной переделки поворотного кулака, поэтому считается внесением изменений в конструкцию автомобиля.
Когда требуется замена шкворней на УАЗ Патриот
В процессе эксплуатации автомобиля происходит постепенное истирание чашек, изготовленных из цветного металла. По мере разрушения элемента зазор компенсируется затягиванием шарового пальца и втулки, при достижении критического износа поворотный кулак начинает заклинивать. Возможно требуется замена шкворней на УАЗ Патриот.
Водитель слышит посторонние звуки из передней подвески и фиксирует ухудшение управляемости. Выяснить причину поломки можно только после разборки поворотного узла.
Что такое шкворневый узел
Новый шаровый шкворень автомобиля УАЗ Патриот
Если коротко, то шкворни в автомобиле УАЗ Патриот — это большие шарниры, назначение которых состоит в том, чтобы дать ещё одну степень свободы передним колёсам. То есть шкорневые узлы позволяют значительно улучшить управляемость автомобиля. Находятся они непосредственно за передними колёсами, под сошками рулевой тяги. Увидеть их снаружи не представляется возможным, поскольку каждый шкворень запрессован в корпус переднего рулевого кулака. Чтобы увидеть шкворень, его придётся выпрессовывать оттуда (о том, как это сделать, речь пойдёт ниже).
Признаки неисправности детали
Проявления, указывающие на повреждение шарового пальца или чашек:
- стук при движении по прямой или в поворотах;
- заклинивание кулака, ощущаемое на рулевом колесе;
- увод автомобиля с прямолинейной траектории при нормальном угле установки колес;
- увеличение радиуса поворота из-за невозможности вращения колес на максимальный угол (ограничивается механическим стопором).
Увод автомобиля с прямолинейной траектории является признаком неисправности шкворни.
Регулировка и протяжка шкворня
Алгоритм регулировки узла стандартного типа:
- Поставить автомобиль на горизонтальную площадку или на подъемник, зафиксировав задние колеса противооткатными башмаками.
- Демонтировать передние колеса (при выполнении работ в гараже потребуется приподнять кузов домкратом и установить под пороги страховочные упоры).
- Покачать поворотный кулак для определения люфта.
- Отвернуть гаечным ключом или головкой на 24 мм гайку, фиксирующую верхний палец.
- Несколькими ударами медным молотком осадить палец относительно чашки, нанося удары по резьбовому наконечнику.
- Повернуть разрезную гайку специальным ключом на 15-20°, одновременно покачивая кулак для определения остаточного люфта.
- Повторить операцию с нижним пальцем, а затем установить на место снятые крышки и детали (предварительно заполнив полости шкворня густой смазкой).
- Проверить легкость отклонения кулака в стороны с одновременным покачиванием для проверки отсутствия зазоров в паре “палец-чашка”.
- Если процедура регулировки не позволяет устранить люфт или наблюдается заклинивание управляемого узла, то необходимо демонтировать пальцы и провести визуальный осмотр деталей (поврежденные элементы необходимо поменять на оригинальные или модернизированные детали).
Замена шкворня на УАЗ Патриот – инструкция
Вместо стандартного узла с чашками лучше смонтировать детали с коническими подшипниками, не нуждающимися в частой регулировке. Работы выполняются в условиях гаражного бокса или на подъемнике. Потребуется набор слесарного инструмента и навыки самостоятельного обслуживания автомобиля.
Необходимые инструменты
Для выполнения ремонта нужно приготовить:
- набор гаечных ключей или головок;
- баллонный ключ;
- отвертку с плоским жалом;
- шприц для нагнетания смазки;
- монтажную лопатку;
- молоток.
Для замены шкворни нужен набор гаечных ключей.
Этапы проведения ремонтных работ
Краткий алгоритм выполнения работ:
- Загнать машину на подъемник или в бокс и снять передние колеса (при выполнении ремонта в гараже установить под пороги упоры).
- Отвернуть винты и снять суппорт, колодки и тормозные диски. Суппорт аккуратно разместить на деталях подвески, не допуская скручивания или излома резинового шланга.
- Открутить гайку фиксации рулевого наконечника, предварительно вынув проволочный шплинт. На части машин необходимо отсоединить штекер датчика системы ABS (предварительно следует отключить аккумулятор от бортовой сети автомобиля).
- Отвинтить гайки крепления крышек шаровых пальцев, заклинившие элементы открутить после предварительного прогрева газовой горелкой.
- Снять пластину ограничителя угла поворота передних колес.
- Отвернуть крепежные болты, снять поворотный кулак с картера моста и наконечника приводного вала.
- Установить узел в тиски, а затем открутить болты крепления задней крышки и элемент, используемый для ограничения угла отклонения колес (рекомендуется предварительно измерить вылет элемента).
- Вынуть дополнительные детали и извлечь шарнир из кулака.
- Протереть элемент от старой смазки и грязи, а затем приварить к корпусу направляющие стаканы для конических подшипников. Работу рекомендуется выполнять в условиях сервиса, оборудованного специальной оснасткой для разметки положения деталей.
- Запрессовать в стаканы подшипники, а затем произвести обратную сборку поворотных кулаков.
- Выставить натяжение подшипников резьбовой втулкой, проверяя люфт и легкость отклонения кулака рукой.
Качество изготовление шкворней и как оно влияет на эксплуатационные свойства.
Здесь надо учитывать многие параметры: качество подшипника и материала деталей, термообработки поверхностей, допуска и посадки, соосность детали (посадка подшипника, конус, нарезка резьбы должны быть выполнены с одного «установа»). Чего к сожалению во многих случаях (т. е. комплектах предлагаемых торговыми организациями к установке) чаще всего не встретишь. И коснувшись качества шкворневых комплектов на подшипнике, хотел бы не много раскрыть тему «вобблинга» (англ. wobbling, wobble, death wobble , эффект «шимми», или простонародное — вертухай, раздолбас, расколбас и т. п.) Хочу пояснить, что такое «шимми». Shimmy — это название популярного в начале XX в. танца, для которого характерно быстрое покачивание плечами вправо-влево.
«Вобблинг» — эффект возникновения на большой скорости нарастающих колебаний (~4–10Гц) переднего колеса велосипеда, мотоцикла, автомобиля или шасси самолета относительно курсового направления, поэтому будем рассматривать и говорить о wobbling или death wobble.
Одна из основных задач теории расчета колебательных контуров состоит в расчете стабильности и прогнозируемости поведения в рабочем диапазоне частот колебаний.
Любая конструкция является колебательной системой, имеющей свою резонансную частоту. Для уменьшения резонансных амплитуд требуется минимизация люфтов в соединениях элементов конструкции. Исключающих появления эффекта резонанса. Резонанс (фр. resonance, от лат. resono — откликаюсь) — явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы. Увеличение амплитуды — это лишь следствие резонанса, а причина — совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательной системы. Резонанс — явление, заключающееся в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы.
Так вот на заводах производителях при проектировании элементов передней подвески, рулевого управления и других систем производят расчет колебательных контуров. Данный расчёт позволяет создавать такие конструкции, которые позволяют работать системам в расчетном режиме не граничащем с резонансными частотами при реальной эксплуатации автомобиля, мотоцикла, самолета и т. п. Только наличие больших люфтов в вертикальной плоскости качения колеса, а именно — разрушение подшипников ступиц, люфт шаровых опор, втулок реактивных тяг или все вместе и являются ПРИЧИНОЙ возникновения «Вобблинга», так как изменяют как собственную частоту колебаний, так и ее амплитуду.
Для уменьшения резонансных амплитуд требуется минимизация люфтов подвески и рулевого управления, увеличение массы колес, установка рулевого демпфера и прочее. Поэтому никогда качественно изготовленный и правильно установленный комплект шкворней на подшипнике не может привести к эффекту резонанса.
