Цапфа что это такое в машине?

Что такое 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.

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.

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.

Полуоси в авто — что это и как работает виды фото принцип работы

Вращающий момент от полуосевых шестерен дифференциала к ведущим колесам передается валами, называемыми полуосями. Помимо вращающего момента, полуоси могут быть нагружены изгибающими моментами от сил, действующих на ведущее колесо. Такими силами являются реакция дороги F от вертикальной нагрузки, приходящейся на колесо 1 (рис. а), сила тяги Р (или тормозная сила при торможении), боковая сила Т, возникающая при повороте и заносе. В зависимости от способа установки полуоси могут быть полностью или частично разгружены от изгибающих моментов, возникающих под действием перечисленных сил на расстояниях с и г соответственно.

Полностью разгруженная полуось 4 (рис. б) внутренним концом установлена на шлицах в полуосевой шестерне дифференциала, корпус которого опирается на подшипники, а наружным при помощи фланца соединена со ступицей колеса. Ступица 5 с колесом установлена на двух подшипниках 2 на балке моста 3. При такой установке полуось передает только вращающий момент, а все изгибающие моменты воспринимаются через подшипники балкой моста, что облегчает условия работы полуоси. Полностью разгруженные полуоси применяются на транспортных колесных машинах средней и большой грузоподъемности.

Рис. Схема установки полуосей

В приводе управляемых ведущих колес к карданному шарниру равных угловых скоростей 19 вращающий момент подводится от дифференциала внутренней полуосью 6. Наружная полуось 23 имеет фланец, от которого момент передается на ступицу 2 колеса. Ступица колеса установлена наповоротной цапфе 22 с помощью двух конических роликовых подшипников 1, передающих на цапфу все изгибающие моменты от указанных выше сил. Цапфа со своим корпусом 4 установлена на шкворневых пальцах 21 с подшипниками 5, жестко закрепленных на наконечниках балки 7 моста. Полуоси 6 и 23 нагружены только вращающим моментом.

Если полуось наружным концом непосредственно опирается на подшипники 2 (см. а), установленные в балке моста, то она воспринимает изгибающие моменты от всех перечисленных выше сил и, кроме того, передает вращающий момент на ведущее колесо. Полуоси такого типа называются полуразгруженными. Они обычно применяются только на легковых автомобилях. На полноприводных колесных машинах используются почти исключительно полностью разгруженные полуоси.

На быстроходных гусеничных машинах механизмы поворота, служащие для управления движением, включены в трансмиссию, так как через них передается вращающий момент от двигателя к ведущим колесам.

Многие водители задаются вопросом: «Что такое полуось автомобиля?». Это вал, передающий вращение от двигателя автомобиля к его ведущим колёсам. Более употребляемое название полуоси – приводной вал.

• Для чего нужна полуось автомобиля, и где она находится
• Устройство и принцип работы полуоси в авто
• Виды полуосей
  • Полуразгруженные
  • Разгруженные
• Основные причины неисправности полуосей

Рекомендуем:  Что такое Вебасто: назначение, устройство, принцип работы

Интересно!Безусловным лидером производства запчастей к автомобилям, особенно приводного вала является немецкая компания GKN(LOBRO).

Для чего нужна полуось автомобиля, и где она находится

Рассмотрим, для чего предназначена полуось и где она находится. Полуось или вал ведущего моста обеспечивает подвижный контакт двигателя и ведущих колес, передаёт усилия, поддерживает способность поворачивать колёса и позволяет подвеске плавное движение при минимальных вибрациях.

Главное назначение полуосей автомобиля принимать на себя действие силы тяжести, припадающей на колесо из-за тяговых и тормозных усилий. На неё приходятся изгибающие моменты и последствия боковой силы при заносах.

В конструкции полуоси есть два шарнира, которые обеспечивают равномерную передачу усилия в любом положении подвесочных и рулевых деталей. Это значительно гасит вибрацию рулевой колонки и не допускает движение машины рывками.

Важно!При поломке приводного вала автомобиль может стать частично или полностью неуправляемым.

Устройство и принцип работы полуоси в авто

Устройство полуоси таково, что эффект передачи мощности будет максимальным при любом положении колёс. Данная конструкция состоит из трех частей:

• наружного шарнира равных угловых скоростей (ШРУС);
• вала;
• внутреннего ШРУСа.

Вал – это, грубо говоря, отрезок трубы определённой длины, к которому приварены переходники для установки ШРУС. Чтобы эти элементы не прокручивались, они оснащены специальными шлицами. На конце переходника вал фиксируют стопорным кольцом, иначе вал при движении может выскочить из ШРУС.

У легковых автомобилей привод переднего ведущего колеса выполняется наружными и внутренними шарнирами равных угловых скоростей, соединенными полуосью.

Использование двух шарниров в приводе вызвано устройством независимой подвески передних колес.

Внутренние шарниры отвечают за перемещение колёс при вертикальных ходах подвески, а наружные — за повороты колёс относительно вертикальной оси, что является необходимостью при изменении направления.

Виды полуосей

В зависимости от устройства, типы полуосей автомобиля делятся на полностью разгруженные полуоси или частично разгруженные, от влияющих на неё изгибающих моментов.

Полуразгруженные

Полуразгруженная полуось устанавливается в основном на легковых автомобилях. В конструкции данного типа подшипник стоит между самой полуосью и её кожухом, полуось крепится непосредственно к ступице колеса. Это приводит к появлению изгибающих моментов на полуоси. В автомобилях с передним приводом полуось отличается строением.

Знаете ли вы?В 1929 году на автомобиль впервые применили передний привод.

Разгруженные

Разгруженная полуось применяется в основном на грузовых автомобилях и автобусах. Такая деталь будет свободно установленной внутри моста, а опираться на мостовую балку будет ступица колеса двумя подшипниками. Всю силу изгибающего момента в таком устройстве берут на себя подшипники, а полуось только передаёт крутящий момент.

Основные причины неисправности полуосей

На полуоси приходятся тяжёлые нагрузки при движении автомобиля по грунтовым ухабам и ямам, а также по разбитым трассам. Причиной выхода из строя может быть износ подшипников и сальников. Масло в движении нагревается и через дефекты сальников вымывает смазку подшипников. Ещё одной причиной может быть дефект стопорных колец. Если их заклинивает, полуось может сломаться.

Внимание!Если ваш автомобиль оставляет след из масляных пятен, то первым делом осмотрите сальник.

На машинах с передним приводом рвутся пыльники ШРУСов, что сказывается и на шарнирах. При длительном сроке службы полуось может разболтаться и сломать шлицы. Случаются разломы самих полуосей посередине или у мест крепления.Проблемы могут возникнуть вдруг и случайно, если вспомнить состояние дорог. Но могут быть и закономерными при небрежном отношении к автомобилю, при низком качестве ремонта и заменяемых запчастей.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, , , Instagram, Pinterest, Yandex Zen, и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Основные виды полуосей

Зависимо от конструкции полуось может быть полностью или частично разгруженной от действующих на нее изгибающих моментов.

Разгруженная полуось более характерна для транспортных средств с большой грузоподъемностью, в том числе автобусов. Такая полуось на чертеже будет выглядеть свободно установленной внутри моста деталью, а опираться на балку моста будет ступица колеса с помощью двух подшипников. В данной конструкции полуось передает исключительно крутящий момент, поскольку всю силу изгибающего воздействия на себя принимают подшипники.

Виды полуосей

Полузагруженная полуось в подавляющем большинстве случаев установлена на легковых и легкогрузовых автомобилях. Устройство полуоси данного вида отличается тем, что в ней подшипник стоит между самой полуосью и ее кожухом, причем полуось крепится непосредственно к ступице колеса. По этой причине на плече периодически возникают изгибающие моменты, которые воздействуют на полуоси в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

На переднеприводных автомобилях для передачи крутного момента от КПП к колесам устанавливаются полуоси несколько иной конструкции. Состоит такой приводной вал из оси, внутреннего и наружного ШРУСов.

Устройство приводного вала переднеприводного автомобиля.

Как устроен дифференциал

Принципиальная схема дифференциала

Узел работает как планетарный редуктор. Принципиальное устройство дифференциала: шестерни полуосей (5) и сателлитов (4) размещены в чашке (3). Чашка (корпус) жестко соединена с ведомой шестерней (2), которая принимает крутящий момент от ведущей шестерни главной передачи (1). Корпус передает вращение посредством сателлитов полуосям, вращающим ведущие колеса. Разные угловые скорости обеспечиваются благодаря работе сателлитов. Величина крутящего момента остается неизменной.

Причины поломки полуосей

В процессе эксплуатации транспортного средства полуось постоянно работает под довольно серьезными нагрузками, среди которых:

• изгибающий момент, который появляется из-за воздействия на автомобиль силы тяжести;
• касательная реакция, возникающая при начале движения и торможении автомобиля;
• боковая сила из-за заносов машины;
• боковые нагрузки, возникающие из-за воздействия сильного бокового ветра.

Полуоси испытывают практически экстремальные нагрузки при перемещении автомобиля по грунтовым дорогам, а также по разбитым шоссе.

Поломка полуоси приводит к полной или частичной потере управляемости автомобилем, поэтому правильный, тщательный и своевременный уход за ними имеет большое значение.

В процессе эксплуатации ведущего моста нужно периодически проверять состояние размещенных на полуосях подшипников. Их долговечной работы можно добиться, обеспечив полноценную защиту от проникновения грязи и жидкостей.

Безопасность прежде всего

Дифференциал создан для обеспечения безопасного комфортного маневрирования на трассе. Описанные выше недостатки касаются езды в экстремальных условиях, а также по пересеченной местности. Поэтому если на автомобиле установлен привод ручной блокировки, использовать его нужно исключительно в соответствующих дорожных условиях.  А шоссейные автомобили, которые сложно «уговорить» ехать медленнее 100 км/час, эксплуатировать без дифференциала вообще невозможно и даже опасно. Такой вот нехитрый, но бесконечно важный механизм в трансмиссии.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Цапфа что это такое фото

РазноеЦапфа что это такое фото

Это вал, ось или же часть от него, где размещаются подшипники (опоры). Как правило, такой узел представлен с осью и площадкой для крепления к «барабану» или «кулаку». Есть литые цапфы-кулаки, прекрасный пример БМВ Е39 и другие из семейства.

Существует разновидность цапф, как направляющих втулок для шрусов, как правило, устанавливают в «кулаки» передне (ВАЗ 2108-15) и задне приводных авто.

Цапфа на Уаз Патриот

Как понимаете, она может быть, как передней, так и задней, отличия в конфигурациях. Задние цапфы в переднеприводных автомобилях, имеют площадку крепления к «барабану». В большей части современных авто, спереди их делают литыми с кулаком, естественно это модели с задним приводом, но, есть и переднеприводные, тогда речь не о самой цапфе, а только, о её направляющей (втулке), роль самой цапфы в таких случаях, выполняет шрус, полуось. Подробней можете рассмотреть на картинке.

Ступица (кулак цапфа) BMW 5-Series E39

В общем, запомните, у большинства авто с передним приводом, цапфами оснащаются задние колеса. Модели с задним приводом, имеют конфигурацию сзади через шрусы (модели БМВ), но с втулками цапфы, спереди классическая повортная цапфа. В полноприводных авто, как НИВА и УАЗ, на цапфу подшипники устанавливаются, как снаружи, так и внутри.

Усиленная цапфа на Уаз Патриот

Ресурс и неисправности

Как правило, точных «пробегов» для детали нет, все довольно индивидуально. В среднем автомобили могут «пройти» 100 000 и 200 000 км, не испытывая проблем. Все внимание здесь нужно направлять на своевременную замену подшипников ступицы. Именно из-за не своевременной замены таких важных элементов и происходит износ цапфы, банальная выработка металла, которая приводит к возникновению люфта.

Вполне вероятно, что может заклинить подшипник, отчего пойдет неравномерная выработка цапфы, после чего необходима наплавка металла и поиски хорошего токаря, либо покупка новой детали.

Как уже поняли, основные неисправности – это появление дефектов на оси из-за подшипников и срезание резьбы, из-за чрезмерного воздействия на гайку фиксирующую ступицу. Проблемы могут быть вызваны попаданием колес в глубокие выбоины и ямы.

Срезало резьбу на цапфе поворотного кулака УАЗ 3303

Признаки неисправностей и как заменить?

Определим, какие симптомы могут встречаться с такой деталью:

1. Появившийся люфт ступицы.

2. Доносящийся стук во время поворота руля.

3. Стуки даже во время езды по прямой дороге, с небольшими ямками.

Провести диагностику элемента, без разбора всего узла практически не возможно. Придется снимать колеса, раскручивать ступицу, снимать тормозной узел, датчики. Это касается осей цапфы, если речь идет о втулке, то на некоторых моделях, можно обойтись визуальным осмотром. Как правило, после высвобождения «гранаты» и ступицы из посадочного места, видно, изношена ли направляющая или нет.

Как снять деталь:

• Первым делом, ставим автомобиль на ровную площадку и снимаем колесо.

• Откручиваем суппорта, снимаем мешающиеся датчики.

Замена цапфы заднего колеса на примере Лада Калина. Фото — Drive2.ru

• Развальцовываем «шейку», закрывающую стопорную гайку ступицы и откручиваем последнюю.

Кстати, нужно снять тормозной диск, он явно будет мешать.

• Выкручиваем ступицу с помощью болтов крепящих колесо. Зачастую необходимо приложить несколько легких ударов молотком, чтобы дело пошло легче.

Уже сняли ступицу

• Далее открывается «голая» ось, подшипники скорей всего «съехали» вместе со ступицей.

Новая цапфа уже стоит. Спасибо владельцу за фото — drive2.ru/l/471077236779253988/

• Теперь все внимание на конструкцию цапфы, если она спереди расположена, то осмотрите её, возможно, она впрессована и составляет единое целое с поворотным кулаком. Если задались ремонтом задней цапфы, то в большинстве случаев, производители делают их съемными.

Сзади цапфы зачастую съемные с «барабана», они фиксируются на четырех болтах, поэтому трудностей быть не должно.

А вообще, информацию лучше изначально узнавать в интернете, потому что, если деталь не съемная, придется менять узел целиком. В крайнем случае, наплавлять металл, а после проводить заточку под нужную «геометрию». Последний вариант не рекомендуем, выгодней купить новый элемент и заменить узел полностью.

avtoexperts.ru