Что такое цапфа?

Цапфа

Цапфа — это часть вала и вал в сборе, на котором размещен подшипник, или несколько подшипников. Поворотный кулак устанавливается как на переднюю, так и на заднюю ось. Существует множество исполнений цапфы в зависимости от типа подвески, применяются разные сплавы. Далее рассмотрим поворотный кулак со всех сторон.

Состав стали цапфы

Так как цапфа постоянно находится под большой нагрузкой, даже когда машина стоит, она должна изготавливаться из максимально качественного и прочного материала. Для изготовления этой детали нельзя использовать чугун, так как этот металл хоть и прочный, но он хрупкий. Цапфы изготавливаются из стали типа 35ХГСА методом лиття.

Такая сталь состоит из:

• Углерода. Этот элемент обеспечивает сплаву железа свойства стали, а прочность обеспечивается после термической обработки.
• Серы и фосфора. Их количество строго контролируется, потому что их избыток делает сталь хрупкой на морозах.
• Кремния и марганца. Они специально добавляются в металл во время плавки и играют роль раскислителя. В дополнение они обеспечивают некоторую нейтрализацию серы.

Некоторые типы поворотных кулаков изготавливаются из высоколегированной или углеродистой стали. В таком случае деталь более прочная, имеет увеличенный рабочий ресурс, что положительно сказывается на безопасности автомобиля, эксплуатируемого в жестких условиях. Недостаток легированной или углеродистой стали в ее высокой стоимости, поэтому сталь марки 35 ХГСА имеет достаточную прочность (благодаря термической обработке).

Устройство цапфы

Чаще всего цапфа изготавливается из легированной стали, чугуна и алюминия. Главным требованием к изделию является прочность и способность выдерживать ударные нагрузки. Особенность поворотных кулаков, кроме алюминиевого, при повреждении они лопаются, а значит не поддаются ремонту.

Поворотный кулак делится на три категории:

• для передней оси независимой подвески;
• для задней оси полузависимой подвески;
• для задней оси независимой подвески.

Передняя ось

Цапфой здесь называют поворотным кулаком за возможность поворачивания колес. Кулак имеет ось для конических подшипников или отверстия под ступичный узел. Крепится к подвеске за счет шаровых опор рычагов:

• на двухрычажной подвеске (ВАЗ 2101-2123, “Москвич”) цапфа крепится к двум рычагам через нижнюю и верхнюю шаровую опору;
• на подвеске типа МакФерсон нижняя часть кулака крепится через шаровую к рычагу, верхняя часть предусматривает крепление к амортизатору, который держится за счет опоры на кузовном стакане.

Помимо прочего, на цапфе предусмотрены отверстия или сошки под крепление рулевого наконечника, за счет чего колеса способны поворачивать при усилии на руль.

Задняя ось

Кулак задней подвески имеет разные модификации:

• для балки (полузависимая подвеска) цапфа имеет несколько отверстий для крепления к балке, ось под ступичный узел, а также резьбу для крепления ступичного подшипника. Цапфа крепится к балке, ступичный узел выпрессовывается на ось цапфы, после зажимается центральной гайкой;
• для независимой подвески предусмотрена цапфа аналогичной конструкции, что и в передней подвеске. К кулаку крепится один или несколько рычагов, также есть модификации (алюминиевая цапфа), где в кулак выпрессовывается плавающий сайлентблок. Чаще всего в задний кулак подшипник не выпрессовывается, вместо это 4 или 5 болтами крепится ступичный узел.

Срок службы цапфы и причины поломки

Срок службы поворотного кулака рассчитан на всю эксплуатацию авто. Выход из строя цапфы может быть в нескольких случаях:

• ДТП, когда при сильном ударе происходит деформация подвески и разлом кулака;
• попадание в глубокую яму на высокой скорости, для алюминиевых кулаков приводит к их деформации, а значит невозможности стабилизировать развал-схождение колес;
• износ посадочного места под ступичный подшипник, возникает вследствие долгой езды с незатянутой ступичной гайкой, а также из-за эксплуатации авто с неисправным подшипником (сильный люфт создает сильное трение и вибрацию).

Крайне редко возникают ситуации, когда возникает выработка в посадочных местах под палец рулевого наконечника и шаровой опоры. В данном случае сильная затяжка не помогает, шарниры все равно болтаются в “ушах” кулака, эксплуатация авто при этом запрещена.

Признаки неисправностей

На состояние поворотного кулака нужно обратить внимание, если:

• При повороте появился стук, доносящийся от колеса;
• У ступицы колеса появился люфт;
• Во время езды даже по незначительным ямкам отчетливо слышен стук.

При появлении таких симптомов лучше как можно скорее обратиться на сервис для диагностики. Чтобы выявить неполадки именно с цапфой, этот узел нужно будет разобрать (демонтировать все элементы систем, закрепленные на кулаке). Некоторые неисправности (увеличенный локальный износ) можно определить визуально.

Как заменить?

Замена цапфы — трудоемкий процесс. Рассмотрим несколько вариантов.

Передний кулак

Для замены кулака требуется сразу же заменить ступичные подшипники или узел в сборе. Перед демонтажом необходимо сразу сорвать центральную гайку ступицы (требуется длинное плечо), а также сорвать гайки крепления шаровых опоры, рулевого наконечника. После колесо вывешивается, снимается. Первым разъединяется наконечник рулевой тяги, за счет этого цапфа будет свободно вращаться. Далее демонтируется шаровая опора (если привод передний, то снимается амортизатор) и кулак снят. Важно заранее обработать соединения “жидким ключом”, так как болты и гайки подвески часто подвергаются коррозии. Монтаж цапфы производится в обратном порядке.

Задний кулак

Если подвеска независимая, то принцип демонтажно-монтажных работ одинаков. Для цапфы полузависимой балки достаточно снять колесо, после открутить 4 болта, которыми крепится кулак. Если вы оставляете старую ступицу, ее следует выпрессовать, но это возможно при наличии трехлапого съемника или гидравлического пресса. При установке новой цапфы болты крепления должны быть новыми, обязательно обработаны медной смазкой. 

После монтажа нового кулака обязательно отрегулируйте подшипники, а также обеспечьте ступичный узел достаточным количеством смазки. 

Видео на тему

Вот короткое видео, в котором на примере Dacia Logan показано, как меняется цапфа:

Замена цапфы (поворотный кулак) Renault Logan

Вопросы и ответы:

Для чего нужна цапфа? На неподвижных осях цапфа обеспечивает фиксацию опорного подшипника и вала, чтобы нагрузка на ось была минимальной. На передних колесах эта деталь соединяет в себе элементы ходовой части, подвески и тормозной системы. В таком случае цапфа (или поворотный кулак) позволяет одновременно прочно зафиксировать опорный подшипник ступицы и вместе с тем не препятствует повороту колес.

Что такое цапфа ступицы? Это часть оси, на которой установлен опорный подшипник. На него запрессовывается ступица, к которой прикручивается колесо. На задней неподвижной оси этот элемент прочно зафиксирован в неподвижном состоянии. В случае передних колес цапфа называется поворотным кулаком, который имеет несколько другую конструкцию.