Что такое косточки в подвеске автомобиля?
На движущийся автомобиль, когда он осуществляет маневр поворота, действует центробежная сила. При этом нагрузка на внешние колеса увеличивается, а на внутренние – снижается.
Чтобы уменьшить крены кузова и его раскачку, которые могут оказаться причиной опрокидывания, в конструкцию каждого автомобиля с независимой подвеской вводится стабилизатор поперечной устойчивости, способствующий перераспределению сил в подвеске.
Чтобы соединить концы стабилизатора поперечной устойчивости (СТУ) с подвеской, используются стойки стабилизатора, в просторечье именуемые «косточками». Теперь Вы знаете, что косточки в подвеске автомобиля и есть те самые стойки стабилизатора, на концах которых, для обеспечения подвижности соединения с подвеской, предусмотрены шарниры.
Устройство стабилизаторных стоек (косточек)
По своей конструкции стабилизаторные стойки – это шток длиной в пределах 5-20 сантиметров, к концам которого под определенным углом, чаще всего чуть больше 90о, приварены шарнирные соединения, состоящие из обоймы с шарнирным пальцем и похожие на шаровые опоры.
На шарнирных пальцах нарезается резьба, позволяющая с помощью гаек соединять стойки стабилизатора (косточки) с остальными элементами подвески. Для защиты шарниров стоек используются герметичные пыльники, заполняемые специальной смазкой, сохраняющей качества при низких эксплуатационных температурах.
Нередко, при введении в конструкцию стабилизатора увеличенного сечения, стойки стабилизатора выполняются с единственным шарнирным соединением и креплением к нему через обычный составной сайлентблок.
По конструкции различаются два вида стоек:
Функция стойки стабилизатора (косточки)
Для соединения поворотного кулака (передняя подвеска) или ступицы (задняя подвеска) со стабилизатором поперечной устойчивости используется стойка стабилизатора (косточка), благодаря ней гарантируется соединение с ограниченной подвижностью элементов.
Подобное конструктивное решение используется для устранения возможности поломки проушин ступиц и собственно стабилизатора под действием возникающих при движении автомобиля в повороте разнонаправленных сил, которые действуют на кузов машины и на его подвеску.
В результате стабилизаторная стойка выполняет демпфирующую функцию, воспринимая нагрузки и погашая их. Как следствие – постепенный износ шарнирных соединений с их последующим разрушением.
Стойка стабилизатора – обычные причины выхода из строя
Ввиду неизменных разнонаправленных нагрузок, испытываемых стойками стабилизатора, эти элементы подвески обычно чаще всех других требуют замены. Нередко из-за качества дорожного покрытия уже на первых двадцати тысячах пробега, даже при видимой целостности пыльников, могут возникнуть признаки, требующие внимания к данному узлу:
Стойки стабилизатора – сам себе диагност
Передняя подвеска, чтобы своими силами диагностировать целостность шарниров, довольно выполнить ряд последовательных действий: максимально вывернуть колеса в сторону, с помощью монтировки. Покачать стойку из стороны в сторону. При отсутствии каких-либо значимых усилий, можно констатировать близкую кончину шарниров. Если удается забраться рукой, не исключено, что получится даже ощутить их люфт.
Нелишней будет проверка качества пыльников, если на них отмечаются трещинки, а еще и следы смазки, это верный признак износа стабилизаторных стоек (косточек).
С помощником предоставляется возможность локализации стуков, возникающих при преодолении дорожных препятствий. При этом один из компаньонов раскачивает автомобиль, а второй, находясь в смотровой яме, поочередно прислушиваясь и прикладывая к шарнирам стоек палец, получает возможность не только локализовать источник звука, но и подтвердить его тактильными ощущениями.
Пусть автомобиль при данной поломке и сохраняет способность самостоятельного передвижения, однако не стоит затягивать с ее устранением. Следствием пренебрежения сигналами может оказаться поездка с оторванной стойкой стабилизатора, что само по себе приключение малоприятное и нервное, ибо в этом случае катастрофически снижается чувствительность автомобиля к управляющим воздействиям.
Какого крена: как узнать, что пора менять стойки стабилизатора
Мы часто в материалах о подержанных автомобилях пишем что-то вроде «стойка стабилизатора – это расходник». Наверняка вы встречали такую фразу, например, в обзорах Бориса Игнашина. Говорит он так не потому, что не считает стойку дорогой или важной деталью, а потому что это факт: стойки стабилизатора выходят из строя чаще других деталей ходовой части, а цены на них обычно невысокие. Отсюда и отношение к ним как к расходникам. Однако это не значит, что деталь эта неважная. Она ещё какая важная, хотя при желании можно ездить и вовсе без неё. Но лучше так не делать.
Теория крена
Задача стоек стабилизатора – держать сам стабилизатор. Поэтому начнём с него.
Логично, что в повороте машина вынуждена крениться (центр тяжести у неё расположен всё-таки не в точке контакта колёс с дорогой, а значительно выше, так что от центробежной силы никуда не деться). Сам по себе крен – штука не самая приятная. И не из-за того, что в салоне качающейся машины всех быстро начнёт тошнить, а из-за того, что во время крена сильно изменяется нагрузка на внутренние и наружные по отношению к центру поворота колёса. А это влияет не столько на комфорт, сколько на управляемость. Стабилизатор поперечной устойчивости должен эту проблему решать.
Особенно актуально это для самой распространённой передней подвески типа МакФерсон. Теоретически углы развала колёс у неё постоянные, но как раз в крене, при большой разнице нагрузки на колёса, угол развала меняется. Вроде бы ничего с этим сделать нельзя – такая особенность конструкции, но стабилизатор всё-таки делает. Если возникает крен, противоположные концы стабилизатора начинают перемещаться в противоположных же направлениях. В средней части возникает момент, который препятствует относительному перемещению колёс. В итоге не только перестаёт расти крен, но и более равномерно распределяется нагрузка на внутреннее и внешнее колесо. Так что стабилизатор полностью соответствует понятию гениальности: очень простая, но эффективная железка. Конечно, бывают и сложные стабилизаторы, жёсткость которых регулируется автоматически или по команде ЭБУ, но это другая история. Сегодня речь идёт об обычных «стабах».
Стойки стабилизатора – это детали, которые крепят его к кузову. Конечно, приварить его было бы проще, но стабилизатор не может быть неподвижным. Его задача – шевелить концами для создания вращающего момента, который прижимал бы отрывающееся колесо обратно к дороге. Поэтому сам он стоит во втулках (чтобы немного вращаться), а его стойки имеют подвижные соединения. Иначе они бы просто отломились, а сама конструкция не смогла бы работать. Соединения бывают разными: с шаровыми шарнирами или со втулками. С одного конца у них может быть резьба, но с другого обязательно будет что-то подвижное. Наиболее распространённое крепление – шаровое соединение. Штука очень подходящая по своим возможностям, но, к сожалению, не вечная. Особенно в случае со стойкой, которая постоянно испытывает переменные нагрузки. Со временем шаровое соединение начинает люфтить, скрипеть и стучать. И это неизбежно.
Смазка, пыльник, но не ШРУС
Понятно, что именно это соединение и становится со временем причиной появления непотребных звуков. А конструкция здесь абсолютно типичная для многих других автомобильных шаровых соединений: стальной шаровый палец стоит в пластиковом посадочном месте, всё это обмазано смазкой и закрыто пыльником. Ничего нового. Нечто подобное есть и в наконечниках рулевых тяг, и в ШРУСах (кроме самого пальца), и во многих других местах. Основное преимущество такого соединения – дешевизна конструкции.
Почему стойка разваливается? Первая причина, конечно, обусловлена особенностью работы стойки. Стабилизатор её постоянно пытается то сжать, то растянуть. И при этом немного проворачивает. Само собой, во временем пластик стачивается, и шаровая начинает скрипеть (как, например, и шаровая опора колеса – тут тоже много общего).
Вторая причина – это естественное старение смазки. Тут объяснять нечего.
Третья – это порванный пыльник. Смазка из соединения вымывается, зато вместо неё туда попадают пыль, песок и вся остальная дорожная грязь.
Четвёртая причина – это наши дороги, помноженные на особенность управления автомобилем некоторыми личностями. Нет в ходовой части машины такой детали, которая относилась бы благосклонно к ямам и ухабам. И стойка стабилизатора – не исключение. Интересно, что часто мы их убиваем специально. Например, когда переезжаем рельсы или лежачие полицейские под углом. Это, конечно, бережёт другие детали, более дорогие, но заметно снижает ресурс стоек стабилизатора. Потому что они изнашиваются сильнее всего именно при диагональной нагрузке, которую пытаются всеми силами компенсировать. Кстати, именно поэтому на некоторых серьёзных внедорожниках стабилизатор можно отключать: это позволяет увеличить ходы подвески, ограниченные именно этим стабилизатором.
Разумеется, к этой же опере относится и скоростное прохождение поворотов. С одной стороны, стабилизатор со стойками для этого нужен, с другой, нагрузка при таком манёвре максимальная. С этим надо просто смириться.
Что и как?
Каждый владелец, который проехал на своей машине достаточно много, знает, как распознать износ стоек стабилизатора. Они издают такие неповторимые звуки, что перепутать их с чем-то другим очень сложно. А вот если пришлось сесть в незнакомую машину (например, после покупки на вторичном рынке), можно немного растеряться. Поэтому напомню, как понять, что стойки придётся менять.
Скажу сразу: определить износ стойки по поведению машины достаточно сложно. Часто говорят о том, что машина начинает сильнее крениться в поворотах, становится хуже управляемость, на трассе машина начинает рыскать. По-моему, это всё не так однозначно и может быть последствием очень разнообразных поломок, так что полагаться на эти признаки я бы не стал. Тем более что есть более однозначные – звуки.
Сильнее всего стойки стабилизатора реагируют на поперечные нагрузки (стабилизатор не зря называется стабилизатором поперечной устойчивости). Чаще всего они начинают скрипеть и стучать при попытке диагонального вывешивания. Если в машине ничего не стучит, но при медленном проезде глубоких ям слышен скрип или даже стук – это стойки стаба. Звук бывает довольно громким, но глухим. Его локализация изнутри салона часто затруднительна, но если покачать машину, источник выдаст себя скрипом в районе колеса. Похожим образом может скрипеть и шаровая опора, но обычно она ведёт себя тише (если ещё не совсем раздолбана).
Хороший способ убедиться в том, что источник звука определён верно – это не торопясь дважды проехать через «лежачего полицейского». Сначала это надо сделать строго перпендикулярно, потом – под углом. Если в первом случае ходовая молчала, а во втором заскрипела – это точно стойки стабилизатора.
Если рядом есть верный товарищ, можно пойти другим путём: вывернуть колеса в сторону и взяться за стойку рукой. Товарищ (не только верный, но и сильный) должен машину покачать. Чувствуете люфт – меняете стойки. Исправные стойки люфтить не должны.
Другой хороший способ поможет, если слышен только скрип. Можно попробовать брызнуть на шаровое соединение «вэдэшкой». Если звук после этой операции пропадёт или станет тише, то это опять-таки стойка. Кстати, звук может пропасть и на неделю, так что если он бесит, но менять стойки пока некогда, можно протянуть некоторые время на «вэдэшке».
Большого повода бояться стуков стоек нет. Машина может ездить вообще без них (и без самого стабилизатора тоже). Хуже, конечно, но может. Ломаются окончательно стойки тоже редко. Чаще они ломаются в самом тонком и, соответственно, слабом месте стержня стойки. Но и это тоже нестрашно, хотя стук будет сводить с ума. Кстати, сам стабилизатор тоже может сломаться. Но такое бывает у совсем старых машин, где в силу возраста стабилизатор просто сгнивает.
Жаль, но срок службы стоек действительно ограничен. Где-то они служат вообще по 20-30 тысяч километров, где-то могут прослужить и сто. В любом случае при первых звуках, которые начнут раздаваться из-под днища новой машины, первым делом нужно проверить именно стойки – деталь с наименьшим ресурсом.
Ну и последнее: стойка стабилизатора – не та деталь, которую можно ставить только оригинальной. Обычно есть большой выбор аналогов, которые ничем не уступают оригиналу, но стоят намного дешевле. И это прекрасно.
Что такое косточки в подвеске автомобиля
Стойки стабилизатора поперечной устойчивости (ССПУ) задействуются при крене автомобиля. В этот момент центробежная сила стремится опрокинуть кузов, а подвеска с колесами — оставить его в устойчивом положении.
Автовладельцы, не вникающие в техническое устройство машины, периодически все же вынуждены заезжать на станцию для проведения регламентных работ. Нередко от мастеров можно услышать выражение «пора менять косточки». В подвеске автомобиля это один из «слабых» узлов.
Что такое косточки в подвеске автомобиля
Правильное название детали — стойка стабилизатора. Оборудование применяется в авто с независимой передней или задней подвеской.
Чтобы понять, для чего предназначена косточка, следует разобраться в устройстве машины. Во время поворота на кузов, колеса и подвеску действует центробежная сила, которая разгружает внутренний вращательный элемент и нагружает внешний. Для улучшения баланса и предотвращения опрокидывания конструкция подвески предусматривает наличие стабилизатора поперечной устойчивости.
Для чего нужны стойки стабилизатора
Стойки стабилизатора поперечной устойчивости (ССПУ) задействуются при крене автомобиля. В этот момент центробежная сила стремится опрокинуть кузов, а подвеска с колесами — оставить его в устойчивом положении.
Косточки передней подвески
Элемент соединен с рычагом не жестким креплением, а через шарнирный переход, позволяющий деталям «играть». ССПУ «выравнивает» силы, действующие в разных направлениях, и позволяет кузову мягко вернуться в исходное состояние. Из-за того, что кости постоянно двигаются и на них воздействуют разнонаправленные силы, ходовой элемент быстро изнашивается и требует периодической замены.
Конструкция
ССПУ представляет собой металлическую штангу, которая имеет на концах шарниры, соединенные с подвеской. Соединение бывает в разных исполнениях:
Для обеспечения подвижности внутрь запрессовывается смазка, выдерживающая температурные колебания в широком диапазоне. Шаровая конструкция имеет защитный пыльник, предотвращающий проникновение загрязнений. Также он исключает вытекание смазки наружу. Работа стабилизаторов может регулироваться электронным приводом.
Такие устройства устанавливают на внедорожники, где от работы подвески зависит безопасность перемещения. ССПУ монтируют как в переднюю, так и в заднюю подвеску (в зависимости от применяемой конструкции).
Стабилизатор поперечной устойчивости: зачем нужен, как устроен и на каких машинах его нет
Стабилизатор поперечной устойчивости — это важная часть автомобильной подвески, которая помогает уменьшить крен кузова автомобиля во время быстрых поворотов или на неровностях. Это изогнутый металлический прут — по сути торсионная пружина, которая соединяет между собой колеса на одной оси с помощью коротких рычагов — стоек стабилизатора.
Стабилизатор поперечной устойчивости с втулками и хомутами крепления к кузову и стойки стабилизатора Meyle. Источник: Meyle
Стабилизатор увеличивает поперечную жесткость подвески и ее сопротивление крену в поворотах вне зависимости от жёсткости пружины в вертикальном направлении. Патент на стабилизатор поперечной устойчивости в 1919 году получил канадский инженер Стивен Коулман.
Основная задача стабилизатора поперечной устойчивости — заставить разгруженную сторону транспортного средства опускаться или подниматься на одинаковую высоту с нагруженной для уменьшения бокового наклона автомобиля на поворотах.
В том числе благодаря стабилизатору поперечной устойчивости автомобиль имеет умеренный крен даже в экстремальных режимах движения. Источник: Drive2, dinerooo
На быстрой дуге из-за динамического распределения массы кузов автомобиля прижимается к внешним колёсам, создавая крен, а стабилизатор поперечной устойчивости создаёт усилие, которое как бы поджимает колёса с противоположной стороны. В результате автомобиль целиком прижимается к полотну в быстром повороте, потому что все колеса оказываются ближе к кузову.
Как устроен стабилизатор поперечной устойчивости
Стабилизатор поперечной устойчивости — это торсионная пружина, а если проще — изогнутая металлическая штанга, которая сопротивляется кренам кузова. Обычно ее изготавливают из цилиндрического стального стержня, который в двух точках соединяется с корпусом, а концы крепятся к элементам подвески с каждой стороны через гибкий шарнир — стойку стабилизатора.
Износ втулок стабилизатора — одна из частых причин неисправностей подвески. Их изготавливают из резины, которая может быстро терять свои свойства из-за времени или агрессивной среды вроде реагентов. Источник: Meyle
Если левое и правое колеса движутся синхронно, стабилизатор полностью прокручивается внутри втулок в точках крепления к кузову. А в случае, когда они перемещаются относительно друг друга, то есть нагружается только одно колесо, стержень подвергается скручиванию. Концевая тяга стабилизатора поперечной устойчивости, в свою очередь, соединяется с местом рядом с колесом или осью, позволяя передавать силы от сильно нагруженной оси на противоположную сторону.
Таким образом, прикладываемая к нагруженному колесу сила сначала передаётся на стойку стабилизатора, затем на сам стабилизатор, далее — через вторую стойку на противоположное колесо. Благодаря своей жёсткости стабилизатор сопротивляется скручиванию, а она в свою очередь зависит от толщины стабилизатора и длины плеч рычага — то есть длины изогнутых «хвостов» с обеих сторон штанги. Чем короче этот рычаг, тем жестче стабилизатор и тем сильнее кузов сопротивляется крену.
На что ещё влияет работа стабилизатора
Однако крену противодействует не только стабилизатор поперечной устойчивости, но и пружины подвески. Но тут есть важный момент — в случае установки слишком жёстких пружин автомобиль потеряет в плавности хода, а благодаря стабилизатору инженерам удаётся найти компромисс между управляемостью и комфортом.
Спортивные автомобили, как правило, имеют очень жесткие стабилизаторы поперечной устойчивости, поэтому нередко «приподнимают» переднее внутреннее колесо — при этом они сохраняют максимальное сцепление на внешнем. Источник: Drive2, Andi777
Интересный момент: если менять жесткость стабилизаторов поперечной устойчивости, можно влиять на поворачиваемость автомобиля. Поведение, связанное с недостаточной или избыточной поворачиваемостью, можно устранить, изменив пропорцию общей жесткости по крену, создаваемой передней и задней осями.
Например, увеличение жесткости передней оси увеличит долю общей передачи нагрузки, на которую реагирует передняя ось, и уменьшит долю, которую реагирует задняя ось. Иными словами, передние колёса станут «держаться» за дорогу крепче, чем задние, а значит автомобиль будет меньше плужить в повороте.
Всегда ли нужны стабилизаторы
Без стабилизатора артикуляция подвески с каждой стороны существенно вырастает — это ухудшает стабильность автомобиля на высокой скорости, однако повышает проходимость на бездорожье. По этой причине многие внедорожники обходятся без стабилизаторов — например, его нет в задней подвеске нового Mercedes-Benz G500. А вот у его «старшего брата» G63 есть: там стабильность приоритетнее внедорожных возможностей.
Вместо стабилизатора поперечной устойчивости у младших Mercedes-Benz G-класса стоит тяга Панара. Она препятствует перемещениям оси в зависимой подвеске колёс в поперечном направлении. Источник: Mercedes-Benz
Может ли стабилизатор выйти из строя
Можно подумать, что металлический изогнутый прут может служить вечно. Отчасти это так, и намного чаще выходят из строя стойки стабилизатора, которые имеют подвижные части и резиновые элементы. Сам стабилизатор тоже может поломаться, но, как правило, не буквально. Он может стираться в точках крепления к кузову: в этих местах он становится тоньше. появится общий дискомфорт при управлении автомобилем, а также стуки при проезде неровностей.
Например, в некоторых моделях автомобилей концерна Volkswagen из-за старения возможен излом регулировочных шайб на стабилизаторе, а втулки стабилизатора могут лишиться своей боковой устойчивости.
Типичный пример изношенного временем стабилизатора поперечной устойчивости. Источник: Drive2, пользователь Energosila
Почему бы не поставить максимально толстые стабилизаторы?
Следует помнить, что применение стабилизатора поперечной устойчивости имеет некоторые побочные эффекты. По сути, из-за него даже независимая подвеска в некоторой степени становится зависимой. Поэтому при сотрясении одного колеса на крупном ухабе энергия удара передаётся на противоположное колесо через стабилизатор. Если же дорога сплошь состоит из выбоин и бугров, машина может начать сильно раскачиваться из стороны в сторону, и чем жестче стабилизатор, тем более тряской и некомфортной станет машина.
Производители запасных частей не зря едят свой хлеб и всегда находят идеальный баланс управляемости и плавности хода. В ассортименте Meyle можно найти стабилизаторы поперечной устойчивости, которые подойдут именно на ваш автомобиль и смогут гарантировать идеальное поведение автомобиля в любых условиях. А искушенные энтузиасты, которые точно знают свои потребности, найдут в каталогах Meyle детали для тюнинга своих автомобилей.
Для упрощенной замены деталей стандартным инструментом стойки стабилизатора Meyle крепятся шайбой на 16 мм. Источник: Meyle
Особо выносливые запасные части Meyle носят маркировку HD — такие детали предназначены для эксплуатации в странах с низким качеством дорог и суровым климатом. Источник: Meyle
Для большего удобства при ремонте MEYLE предлагает ремонтный комплект MEYLE HD, включающий стабилизатор в сборе и стойки стабилизатора, — для максимального упрощения процесса монтажа. Идеально подобранные компоненты позволяют выполнить быструю и простую замену неисправных деталей. Для дополнительного удобства монтажа стабилизатор поставляется в готовом для установки виде, укомплектован опорами и в большинстве случаев крепежными деталями.
За счет доводки отдельных параметров удалось добиться значительного увеличения срока службы деталей. Например, применение увеличенной и более прочной шаровой головки диаметром 22 мм позволило уменьшить удельное поверхностное давление при одинаковых уровнях нагрузки, что, в свою очередь, сводит к минимуму износ детали. Полагаясь на передовые технологии разработки MEYLE, профессиональные сервисные компании могут уверенно предлагать расширенную четырехлетнюю гарантию, которая распространяется не только на ремонтные комплекты MEYLE HD, но и на все продукты из ассортимента MEYLE HD.