Что такое ступицы и для чего нужны

Автомобильная ступица — важный узел ходовой части. В процессе эксплуатации он принимает на себя большие нагрузки, а также обеспечивает надежное соединение колеса с деталями подвески и тормозов. Разберемся подробнее, какие ступицы бывают, их устройство и диагностика неисправностей.

Что такое ступица 

Ступица — это узел, соединяющий подшипниковую часть с подвеской, для свободного вращения колеса. Принцип действия осуществляется за счет роликов подшипника, позволяющих колесу и тормозному диску вращаться. За счет подшипника колесо имеет возможность вращаться. В зависимости от модификации, ступица может быть интегрирована с тормозным диском и барабаном. Также ступица может включать в себя датчик ABS, шпильки для крепления колеса, гребенки ABS. Простые модификации ступиц производят отдельно от подшипника. 

Для чего нужна ступица

Вне зависимости от марки и модели авто, каждое колесо “сидит” на ступице. Это позволяет колесу и тормозному диску вращаться относительно поворотного кулака или балки с помощью подшипника. В случае с ведущими колесами ступица передает крутящий момент через полуоси, для этого в ней есть специальные шлицы, куда вставляется привод (выходной вал) КПП. 

Устройство ступицы

Учитывая то, что ступица работает под высокой нагрузкой, ее корпус изготавливается из прочной литой “болванки”. Размеры ступиц и степень прочности рассчитывается при создании автомобиля, где учитывается вес авто, размер колес, скоростные характеристики. Ступица устроена следующим образом:

• округлый корпус имеет резьбовые отверстия для крепления к балке или поворотному кулаку;
• снаружи ступичного узла имеются отверстия под болты крепления колеса или шпильки, которые монтируются в узел путем запрессовывания;
• подшипник, как правило, роликовый двухрядный, реже встречаются конические подшипники (большой и малый);
• наличие гребенки и датчика вращения колеса (для системы ABS);
• крепление подшипника (запрессовывается внутренняя часть в обойму или наружная).

Стандартные характеристики и размеры

Для каждой модели автомобиля автопроизводители предусматривают разные размеры ступиц. Речь не идет о соплатформенниках (это разные модели, собранные на одной платформе, например, ВАЗ-2108,09,099 комплектуются многими одинаковыми деталями).

Диаметр ступицы, даже подшипниковой части, зависит от диаметра колесных дисков. Чтобы определить, какие можно устанавливать диски, существует такой параметр, как ступичный диаметр (DIA). В стандартных дисках диаметр ступицы и центральное отверстие дисков идеально подходят.

Если установить колесо с неподходящим посадочным местом, то даже если получится это сделать, колесо во время езды будет болтаться. В этом случае автомобилисты устанавливают переходные кольца.

Особенности крепления ступицы к колесу

Ступица крепится к поворотному кулаку или балке (зависит от типа шасси) при помощи подшипника (в зависимости от модификации он может быть один или два). Ступица ведомого колеса в центральной части устанавливается на подшипник, который фиксируется гайкой. На ней крепится корпус тормозного барабана.

Ступица ведущего колеса внутри устанавливается на вал привода при помощи шлицевого соединения. Наружная часть подшипника запрессовывается в поворотный кулак. На современных автомобилях между ступицей и цапфой или балкой устанавливается роликовый или конусный подшипник. Сама ступица изготавливается из цельнолитой болванки прочного металла, из которой вытачивается деталь.

Виды ступиц и подшипников

В ступичных подшипниках телом качения являются шариковые или конические ролики. По степени нагрузки подшипник может быть однорядным и двухрядным. Часто конические ролики идут однорядными за счет применения двух подшипников в ступице (малый и большой). Двухрядные подшипники получили широкое применение благодаря высокой прочности и надежности, а значит их ресурс может достигать сотен тыс. км. 

Конические подшипники — обслуживаемые, нуждаются в периодическом обновлении  высокотемпературной смазки, обязательно наличие защитного чехла для предотвращения попадания грязи и влаги. Требуется периодическая регулировка путем момента затяжки ступичной гайки.

Двухрядные подшипники — необслуживаемые. Чаще всего меняются вместе со ступицей. Подшипник с двух сторон закрыт пластиковым чехлом для надежной герметичности. Не поддаются регулировке, при возникновении люфта требуется замена.

Ступицы делятся на три категории:

• для неуправляемых ведущих колес — устанавливаются на заднюю ось авто, жестко соединяется с чулком моста или поворотным кулаком. Имеет внутренние шлицы для полуоси, которая зажимается гайкой к ступице;
• для ведомых неуправляемых колес — (передний привод) монтируются на заднюю ось за счет крепления к балке или цапфе. От модификации авто зависит тип подшипников и ступиц (может быть одним целым с барабаном или тормозным диском). Отличается простой конструкцией;
• для ведущих управляемых колес — представляет собой узел, крепящийся на поворотный кулак. Имеет шлицевое отверстие под полуось, возможно наличие датчика ABS. На современных авто ступица необслуживаемая.

Причины и признаки поломки ступицы

В процессе эксплуатации машины ступицам свойственно изнашиваться по следующим причинам:

• естественный износ подшипника;
• установка больших колес, чем рекомендовано заводом-изготовителем (низкий профиль резины, большая ширина диска);
• эксплуатация авто на плохом дорожном покрытии (ступичный узел принимает на себя удары);
• некачественное изделие;
• сильная или слабая затяжка ступичного болта или гайки.

Признаки:

• повышенный шум со стороны изношенного узла;
• авто сходит с колеи;
• повышенная вибрация при движении.

Крайне важно вовремя определить неисправность подшипника, иначе это приведет к его заклиниванию, что крайне опасно на высокой скорости!

Советы, как определить и диагностировать неисправность?

Верный признак неисправности ступицы — сильный гул, доносящийся со скорости 40 км/ч. Интенсивность гула увеличивается пропорционально скорости. Автомобиль необходимо отправить на диагностику, где путем вывешивания колеса, вращающимися движениями, а также толчками определят сторону и степень износа. Самостоятельно можно раскачать колесо, вывесив машину домкратом.

Заменить ступицу не составляет труда, если это единый узел с подшипником. Достаточно снять колесо, открутить два винта крепления тормозного диска, и открутить ступицу от поворотного кулака. Возможные трудности возникнут при наличии датчика ABS (разъему свойственно закисать).

Продлить срок службы ступицам просто:

• обслуживаемые узлы своевременно регулировать и обновлять смазку;
• стараться избегать ямы и ухабы;
• правильно тормозить перед препятствиями (лежачие полицейские и т.д), разгружая подвеску;
• устанавливать колеса соответствующего размера;
• избегать некачественные запчасти;
• следить за развал-схождением, а также исправностью ходовой части в целом.

Как делать замену или ремонт ступицы?

Ступица колеса в автомобиле изготавливается из максимально прочного металла, благодаря чему она выходит из строя крайне редко. В основном деформация или поломка этого узла происходит в результате очень сильного удара.

Ступица также нуждается в замене, только если нет возможности выпрессовать из нее подшипник, а узел дальше нельзя эксплуатировать из-за сильного износа подшипника. Если в результате халатного выполнения своих обязанностей работник шиномонтажа сорвал болт или шпильку в ступице, и ее никак не получается высверлить или выкрутить, то придется тоже менять ступицу.

Подготовка инструментов

Замена ступицы, особенно переднего колеса, требует определенных навыков и наличия особенных инструментов:

• Съемника стопорных колец;
• Чашечного съемника;
• Тисков;
• Отверток;
• Домкрата;
• Зубила;
• Молотков.

Чтобы автомобиль во время выполнения работы не соскочил с домкрата, машину необходимо дополнительно зафиксировать на полене или другой страховке. Если нужно заменить ступицу или ее подшипник, то заранее необходимо приобрести новые запчасти.

Подготовка машины

Поддомкрачивается автомобиль. Если меняется передняя ступица, то в качестве противооткатного элемента можно использовать ручной тормоз. Если меняется задняя ступица, то передние колеса необходимо дополнительно подпереть противооткатными башмаками (если просто поставить авто на передачу, она все равно будет перемещаться взад-вперед).

Подготовка деталей

Далее необходимо открутить колесные болты и гайка крепления ступицы. Если ее резьба прикипела, и ее никак не удается открутить, можно аккуратно разрезать одну грань (можно, например, попробовать высверлить этот край дрелью). Далее тупым зубилом немного раздвигается вся гайка (достаточно несколько раз ударить молотком по зубилу, установленному в сделанную прорезь). Эту процедуру нужно выполнять аккуратно, чтобы не повредить резьбу, на которую навинчивается гайка.

После того как было снято колесо и отвинчена ступичная гайка, при помощи отвертки снимается защитный колпачок. После этого откручивается тормозной суппорт. Он снимается с тормозного диска и отодвигается в сторону.

Далее от цапфы отсоединяются шаровые опоры, рулевые наконечники и другие элементы, чтобы освободить поворотный кулак. Снимается стойка подвески и демонтируется сама ступица с кулаком. Далее можно выполнить замену подшипника или полностью всей ступицы.

Три варианта ремонтных работ

Как уже было сказано, сама по себе ступица практически никогда не выходит из строя. Зачастую ее нужно демонтировать, чтобы заменить ступичный подшипник. Есть три варианта его замены:

1. Демонтаж подшипника при помощи специального съемника без снятия поворотного кулака.
2. Демонтаж подшипника после снятия цапфы. После этого она зажимается в тисках, и выпрессовывается подшипник.
3. Снимается вся стойка вместе с поворотным кулаком, после чего подшипник демонтируется из зажатой в тисках конструкции.

У каждого из этих вариантов есть свои достоинства. В первом случае нет необходимости после замены подшипника еще и настраивать развал-схождение. Но сама процедура замены детали будет максимально неудобной.

Второй способ более легкий. Но логично, что после замены подшипника или ступицы зачастую требуется настройка развала-схождения авто. Прежде чем снять поворотный кулак, нужно будет нанести метку на него, чтобы потом можно было правильно его установить относительно стойки подвески. Также необходимо пометить положение регулировочного болта. Такой метод отлично подойдет для тех, у кого необходимость в замене ступичного подшипника совпала с плановой заменой шаровых, сайлентблоков и т.д.

При выполнении данной процедуры, независимо от выбранного метода, важно проводить демонтажные работы максимально аккуратно, чтобы выбивая подшипник не повредить ступицу и рядом расположенные детали автомобиля. Сам подшипник при его выбивании в большинстве случаев разрушается.

Видео на тему

Вот небольшой лайфхак, как можно аккуратно снять ступицу с поворотного кулака без специального съемника:

Самый простой способ снятия передней ступицы с поворотного кулака

Вопросы и ответы:

Что такое ступицы в машине? Это часть ходовой системы автомобиля, которая соединяет колесо с валом. Передние и задние ступицы мало чем отличаются друг от друга.

Сколько ступиц в машине? Число ступиц в автомобиле определяется количеством колес. В легковых машинах их 4. Если в грузовом автомобиле на одной стороне оси установлено два колеса, то они фиксируются на одной ступице.

Когда нужно менять ступицу? Плановая замена ступицы не производится. Она меняется только в случае поломки (на большой скорости авто попало в яму или при ДТП), если износился ступичный подшипник, но выпрессовать его не получается, а также когда сорвался болт крепления колеса (некоторым мастерам получается извлечь остаток шпильки путем высверливания, но это занимает много времени и сил).