Зачем в автомобилях используются подшипники?
[:ru]Нередко автолюбители-новички сталкиваются с проблемами отклонения от нормальной работы того или иного узла в собственном автомобиле. В значительной степени некоторые неполадки возникают из-за дефектов во вращающихся частях машины. Причина этому — выход из строя определенных подшипников.
Для чего нужны подшипники в автомобиле? Данные автомобильные запчасти несут за собой особую важность, делая работу автомобиля тише. Много качественных подшипников купить в Константиновке можно благодаря магазину «ВПК подшипник».
Специфика назначения подшипников в автомашине
Кроме того, рассматривая функцию подшипников в машине, можно определить её, как одну из самых важных, уменьшающих износ вращающихся частей в авто. Подшипники, в своём роде, можно сравнить с человеческими суставами, обеспечивающими нормальную двигательную функцию скелета. Применительно к подшипникам, они выполняют примерно ту же задачу. Находясь на валу вращающегося механизма, подшипник увеличивает скорость вращения того или иного узла, повышая его производительность или мощность.
Помимо этого, подшипники увеличивают эксплуатационный ресурс вращающихся узлов. Это связано с тем, что снимается трение между частями автомобиля. Тем самым, прямого соприкосновения нет, а значит, усталость металла практически минимизируется.
Нормальная работа подшипников зависит от их смазки. Полноценная смазочная набивка гарантирует стабильную нормальную работу, увеличивает эксплуатационный ресурс. Отсутствие тщательного контроля за смазкой, может привести к поломке подшипника, что в свою очередь скажется на работе определённых вращающихся узлов в машине. По этой причине, не стоит с прохладцей относиться к смазке.
Периодический осмотр и набивка соответствующими смазочными материалами, даст свои плоды: ходовая часть автомобиля будет радовать водителя тихой работой, без каких-либо отклонений, характеризующихся металлическим стуком или назойливым периодическим шелестом.
Подшипники автомобиля: причины износа и особенности, о которых нужно знать
И вновь о подшипниках и ступицах автомобилей
Владельцы автомобилей вспоминают о подшипниках, только когда они начинают греметь. Это один из ключевых элементов в автомобиле, поэтому важно знать особенности конструкции, функции, признаки износа подшипников.
При пробеге 180 000-200 000 км ступичный подшипник совершает до 100 000 000 оборотов. Поэтому кажется логичным, что после такой нагрузки они выходят из строя. Но в действительности разрушение в большей степени провоцируют негативные факторы, которые сопровождают эксплуатацию автомобиля: удары, вибрация, влага и загрязнение.
Характерный признак износа подшипника – шум. Сначала он еле слышен, нарастает по мере ускорения износа. При критических повреждениях неприятный звук становится очень громким, и не заметить его нельзя. Вой или жужжание нарастают по мере набора скорости и не заглушаются музыкой или звуком работающего двигателя.
Игнорирование проблемы приводит к заклиниванию колеса. Это особенно опасно при движении на высокой скорости по трассе. Поэтому не стоит откладывать визит на СТО, если появился неприятный звук во время разгона.
Зачем нужны подшипники, их конструктивные особенности
Это детали, которые обеспечивают вращение колес и других элементов, сочетают плавность движения с жесткой фиксацией. В автомобилях, которые выпускались более 10 лет назад, устанавливались обслуживаемые подшипники. Это означает, что их эксплуатационный ресурс мог быть продлен путем периодического смазывания и регулировки технологических зазоров.
Современные автомобили оснащаются необслуживаемыми подшипниками. Они не подлежат восстановлению и при износе меняются на новые. В основном на машины устанавливаются двухрядные или конические подшипники – производители интегрируют их в конструктивные элементы: ступицы, поворотные кулаки, тормозные барабаны. Подшипники разделяются на модели с дорожками внешнего и внутреннего качения.
Это увеличивает стоимость содержания автомобиля, так как при износе подшипника приходится менять весь узел, хотя он еще пригоден для эксплуатации. Для увеличения ресурса элементов качения устанавливаются средства защиты от влаги и загрязнения: крышки, заглушки. Но они, по мнению производителей, не настолько эффективны.
Почему изнашиваются подшипники
Обычно подшипники выдерживают 150 000-180 000 км пробега, но при благоприятных условиях эксплуатации технический ресурс увеличивается. В то же время известно много примеров, когда заводские подшипники не выдерживают и 70 000 км пробега.
На их работоспособность влияет множество факторов: интенсивность использования автомобиля, балансировка, сход-развал, конструктивные особенности подвески. Последнее касается геометрии элементов. Разрушительное воздействие на подшипники оказывают удары при переезде препятствий, например высоких бордюров.
Негативно сказывается на эксплуатационном ресурсе пробуксовка, резкие вхождения в повороты или полицейские развороты. Еще одна актуальная и распространенная проблема – небрежное отношение мастеров СТО. Так, во время ремонта тормозной системы при демонтаже узла неаккуратные действия (например, резкие, сильные удары молотком) повреждают подшипник. После завершения ремонта он быстро разрушается, и владелец опять вынужден обращаться на СТО. Чтобы избежать подобных проблем, для аккуратного снятия подшипников нужно использовать специализированный гидравлический пресс.
Классификация подшипников: виды и их названия
Классификация подшипников: виды подшипников и их названия
Конструкции узлов могут различаться в зависимости от особенностей, показателей, технических характеристик и назначения. Знать об этих различиях нужно не только производителю, но и пользователю. В статье мы расскажем о классификации подшипников – какие виды деталей бывают (качение, скольжение, роликовые, открытого и закрытого типа) и их назначение.
Основные разновидности и сравнительная таблица
Первое, что нужно различать, это две большие категории – качение и скольжение. Именно они разделяют все запчасти на две группы. Первые используются чаще, потому что у них меньше сопротивление и, соответственно, сила трения. Они необходимы при небольших частотах вращения.
Затем эти подвиды делятся на еще более мелкие ответвления, характеризующиеся качествами и отличиями по назначению.
Также они все отличаются по размерам внутреннего и внешнего кольца, по диаметру отверстия и внутренних шариков, по материалу изготовления. Представим картинку, на которой изображено, как классифицируются изделия:
Качения: рабочие характеристики, достоинства и недостатки
Более инновационные разработки, которые на данный момент используются повсеместно для поддержания и направления вращающегося вала. Они имеют невысокую степень износа, поэтому в машиностроении считается, что это один из самых прочных узлов при условии правильной эксплуатации – регулярном очищении и смазывании.
Обычная структура состоит из двух колец и тел вращения. Они могут быть различные – иглы, шарики ролики. От этого зависит классификация подшипников качения и их степень точности. Различают:
Для начала рассмотрим достоинства и недостатки указанного типа узлов.
Классификация подшипников качения по размерам, таблица
При выборе изделия используются номера, они все прописаны в соответствующих нормативных документах, но для удобства пользователей мы свели их в одну картинку:
| Обозначение подшипника | Размеры | Обозначение подшипника | Размеры | ||||
| Внутренний диаметр | Внешний диаметр | Ширина | Внутренний диаметр | Внешний диаметр | Ширина | ||
| №4 | 4 | 16 | 5 | №207 | 35 | 72 | 17 |
| №5 | 5 | 19 | 6 | №208 | 40 | 80 | 18 |
| №6 | 6 | 19 | 6 | №209 | 45 | 85 | 19 |
| №7 | 7 | 22 | 7 | №220 | 50 | 90 | 20 |
| №8 | 8 | 22 | 7 | №211 | 55 | 100 | 21 |
| №9 | 9 | 9 | 8 | №212 | 60 | 110 | 22 |
| №13 | 3 | 19 | 3 | №214 | 70 | 125 | 24 |
| №17 | 7 | 22 | 6 | №215 | 75 | 130 | 25 |
| №18 | 8 | 10 | 7 | №220 | 100 | 180 | 34 |
| №23 | 3 | 13 | 4 | №303 | 17 | 47 | 14 |
| №24 | 4 | 16 | 5 | №305 | 20 | 52 | 15 |
| №25 | 5 | 16 | 5 | №306 | 25 | 62 | 17 |
| №34 | 4 | 16 | 5 | №307 | 30 | 72 | 19 |
| №35 | 5 | 8 | 6 | №308 | 35 | 80 | 21 |
| №45 | 4,5 | 7 | 2,5 | №309 | 40 | 90 | 23 |
| №62 | 2 | 22 | 2,5 | №310 | 45 | 100 | 25 |
| №66 | 6 | 22 | 6 | №312 | 50 | 110 | 27 |
| №89 | 9 | 26 | 7 | №316 | 60 | 130 | 31 |
| №100 | 10 | 28 | 8 | №403 | 80 | 170 | 39 |
| №101 | 12 | 42 | 8 | №405 | 17 | 62 | 17 |
| №104 | 20 | 47 | 12 | №406 | 25 | 80 | 21 |
| №105 | 25 | 55 | 12 | №407 | 30 | 90 | 23 |
| №106 | 30 | 30 | 13 | №700 | 35 | 100 | 25 |
| №200 | 10 | 32 | 9 | №703 | 10 | 28 | 8 |
| №201 | 12 | 35 | 10 | №705 | 17 | 47 | 12 |
| №202 | 15 | 40 | 11 | №709 | 25 | 52 | 10 |
| №203 | 17 | 47 | 12 | №710 | 45 | 75 | 11 |
| №204 | 20 | 52 | 14 | №802 | 50 | 80 | 11 |
| №205 | 25 | 62 | 15 | №906 | 15 | 42 | 11 |
Если вы не знаете порядкового обозначения, то вам понадобится измерить или узнать следующие показатели – диаметры внутреннего и внешнего колец, а также ширину детали.
Чаще случается обратная ситуация. В автосервисе или ином сервисном центре при ремонте вам говорят, что необходим узел с определенным названием. Чтобы узнать, что именно от вас хотят, можно свериться с приведенной таблицей.
Например, какой вид подшипника обозначается цифрой 6? Это тот, у которого внутренний диаметр равен 6 мм, а внешний – 19 мм. Стандартная ширина – 6 мм.
Рабочие характеристики и строение
Форма изделия полностью правильная, круглая. В центре – отверстие. Это место оси, туда может помещаться часть опоры. От правильного подбора зависит то, насколько плотно будет стоять узел.
Это и есть внутреннее кольцо. На ней есть дорожка качения, то есть бортики, благодаря которым остальные элементы не покинут определенного места и будут двигаться вдоль них.
Затем идут сепараторы. Это ячейки из металла, оправа для шариков или роликов. Они направляют их, а также удерживают на своих местах. Без них тела качения сместились бы в одну сторону, начали бы наезжать друг на друга, что увеличило бы трение и привело бы к неравномерному распределению нагрузки на опору. При изготовлении нужно особенное внимание уделить качеству сепараторов. Их разрушение приводит к полной поломке опорного подшипника любого вида. Обычно их изготавливают путем штамповки листового металла. Сталь предварительно обрабатывают от коррозии, а также проверяют на прочность.
Далее следует внешнее кольцо. На нем также внутри есть дорожки качения, то есть рифление, согласно которому происходит переход тел из одной ячейки в другую.
Посмотрим изображение этой разновидности узла:
Скольжение: рабочие характеристики, достоинства и недостатки
Их конструкция отличается от качения, потому что фактически две основные части (кольца) не катятся на роликах, а скользят друг по другу. Результат – увеличенная площадь трения, что, соответственно, делает эту силу намного больше. Это основной минус, который закреплен за изделием. Если будет недостаточное количество смазывающего вещества, то металл будет нагреваться, что может привести к поломке.
Рассмотрим достоинства и недостатки изделия.
Рабочие характеристики и строение
Внутренняя втулка, то есть кольцо меньшего диаметра, обычно создается из материала, обладающего антифрикционными свойствами. У них низкий коэффициент трения, что частично устраняет проблему всех механизмов скольжения. Корпус же создается из стали. Он плотно насаживается на втулку. Небольшой зазор между ними предназначен для того, чтобы туда поступала смазка. Система предполагает автоматическую подачу. Слой этой жидкости определяется в зависимости от показателей давления, температуры и фактического расхода.
По типу подшипников скольжения и их применению можно определить степень трения:
Первые наиболее подвержены скорому износу. Также следует учесть, что при ряде действий, например, при запуске или выключении, при медленном вращении, все изделия относятся ко второй разновидности, то есть находятся на предельных возможностях.
На долговечность узла влияют не только условия эксплуатации, но и характер используемого смазочного вещества. Его функции в следующем:
Еще одна классификация – на виды упорных подшипников скольжения по используемой смазки. Она может быть сухой, классической влажной, газовой или пластичной. Наиболее инновационная разработка – это использование пористого металла. Такой материал имеет поры. Он как-бы пропитан сухим веществом, которое меняет свое агрегатное состояние при нагреве. С первых движений при разогреве конструкции из небольших отверстий в металлическом корпусе ли во втулке начинает сочиться жидкость. После работы происходит остывание, вместе с этим смазка снова принимает порошкообразное состояние.
Посмотрим изображение изделия:
Но предложенная структура с порошком, меняющим свои свойства при нагреве, – скорее исключение из правил. Это трудное устройство, для которого необходимо применять дорогостоящие материалы. Классикой считаются два другие подвида. Виды подшипников скольжения и их назначение, применение, в зависимости от подачи смазывающего вещества:
И последняя классификация является определением конструктивных особенностей. Корпус может вращаться вокруг разных втулок. Подшипники могут быть:
Теперь рассмотрим менее общие классификации изделий.
Шариковые
Шарикоподшипники – самый древний, но до настоящего момента часто употребляемый подвид. Они состоят из двух колец – внешнего и внутреннего – и шариков из металла. Каждый из них находится в ячейке, сепараторе, который предопределяет их местонахождение и то, что они не будут соприкасаться.
Изготавливаются по ГОСТ 7872–89. Начинают работать при действии осевой нагрузки, то есть совсем не подходят для радиальных. Они имеют очень низкую скорость вращения. Используют однорядные и двухрядные, в зависимости от того, в какое направление будут вращаться элементы, если в двух, то лучше сделать второй вариант.
Минус один – ломается при больших оборотах.
Упорные роликовые
Еще один вид подшипников, их названия и параметры мы видим на картинке:
Предназначены для осевых нагрузок, как и все конструкции на роликах. Между двумя кольцами есть тела вращения, которые находятся в сепараторах. Есть две разновидности, в зависимости от формы этих элементов, рассмотрим подвиды.
Роликовые цилиндрические
Ролики имеют форму цилиндра. Они устойчивые и очень плотные, за счет того, что держатся устойчиво на своем месте и предлагают большую долю соприкасающейся поверхности, в отличие от шарикоподшипников, они работают с крупногабаритными деталями.
Аналог предыдущим, но имеет тела катания не цилиндры, а конусы. Это очень практичная конструкция, применяется пока редк. Ее преимущества:
Недостаток в основном в цене, потому что конструкция еще не очень обширно производится.
Двухрядные самоустанавливающиеся
Это неразъемная конструкция, которая состоит из прикрепленных ко внутренней втулке двух рядов шариков. Особенность в том, что при небольших перекосах и сдвигах, тела вращения восстанавливаются на свои места, так как по краям их ограничивают желобки.
Игольчатые
По сути это те же ролики, но очень узкие. Из-за своего малого диаметра они называются иглами. Основная структура такая же, только вместо сепараторов используется просто плотная пригонка тел катания и много смазки.
В статье мы рассказали, какие виды и размеры шариковых подшипников существуют, показали фото. Ориентируйтесь на цену и качество изделия при покупке.
Применение подшипников в автомобиле
Разбирая отдельные системы и в целом весь автомобиль, следует сказать про огромный спектр деталей, поддерживающих все в рабочем состоянии. Работа двигателя машины немыслима без подшипника генератора, подвесного подшипника, подшипника колеса, подшипника карданного вала. В каждой части машины, в которой появляется движение либо нагрузки вызванные движением, действием или же весом устройства, а также любые формы передачи движения или нагрузки, появляется необходимость в определенной форме опоры. Автомобиль не является однородным устройством, не только с точки зрения опоры. Можно выделить ряд систем, в которых используются более одного типа подшипников. Давайте разберем подшипники по их типам более подробно.
Типы подшипников, используемых в легковых автомобилях
Гораздо чаще применяются подшипники качения, использующие незначительное сопротивление фрикционного трения. В оборудовании тяжелого типа, экскаваторах, погрузчиках, домкратах, легко найти шарнирные подшипники скольжения, а в легковых автомобилях — редкость. Чаще используются разного рода втулки и шайбы скольжения, особенно в элементах, от которых необходим самый низкий уровень шума, малый вес и небольшое пространство для установки между валом и корпусом.
Наиболее распространенными являются шариковые подшипники, начиная от радиальных одно- и двухрядных обычных, заканчивая опорными подшипниками (стопорными) сложной конструкции. Не менее распространены также конические роликоподшипники.
Очень часто можно встретить различные разновидности игольчатых подшипников, при этом абсолютно преобладают так называемые игольчатые роликоподшипники, т. е. контейнеры с телами качения.
Относительно редкие цилиндрические роликоподшипники, и это из-за их ограничения в отношении переноса сложных нагрузок.
Реже всего в автомобилях встречаются подшипники самоустанавливающиеся, будь то шариковые или роликовые.
Упорные сферические роликоподшипники также отсутствуют. Однако следует упомянуть, что они доминируют в тяжелом оборудовании и сельскохозяйственной технике.
Стоит помнить, что конструкции подшипников, применяемых в автомобильной промышленности, часто отличаются от стандартных конструкций. Наиболее распространены незначительные изменения размеров в отношении стандартных деталей, которые чаще являются результатом политики производителя, чем требованиями технических регламентов. Однако во многих случаях мы имеем дело со сложными конструкциями, такими так натяжной ролик, элементы руля и т. д.
Стандартные подшипники можно встретить в ступицах колес и мостах, в генераторах и кондиционерах.
Основные области применения подшипников в автомобилях
Ходовая часть
Ходовые колеса (подшипники ступиц передних и задних колес)
В старых автомобилях наиболее распространено применение двух подшипников колес, конических подшипников качения. Они переносят как радиальные, так и осевые нагрузки. Они монтируются в ступице парами и устанавливаются относительно себя наоборот. Преимуществом решения с двумя коническими роликоподшипниками является то, что всегда можно заменить поврежденный подшипник с минимальными затратами. Тем не менее, следует поддерживать высокую точность монтажных операций, потому что конические роликоподшипники очень чувствительны к ошибкам монтажа.
В новых конструктивных решениях в качестве подшипника ступицы колеса используется радиально-упорный двухрядный шарикоподшипник. Такое решение занимает меньше места в осевом направлении, чем с двумя коническими подшипниками, что имеет немаловажное значение для конструкции. Другие преимущества — легкий монтаж и то, что подшипник уже идет с необходимым уплотнением и смазкой, достаточной на весь срок эксплуатации.
Комплексная ступица первого поколения была оснащена ранее упомянутым двухрядным угловым шарикоподшипником, в котором одна из беговой дорожки опирается на внутренний элемент системы подвески, а вторая прижимается к ней через центральную гайку ступицы.
В задней ступице второго поколения отказались от кольца внешнего подшипника, выполняя беговую дорожку в материале ступицы, имеющей фланец. Таким образом, ограниченное количество элементов снизило затраты на производство, а также уменьшилась масса элементов опоры.
В решении ступицы третьего поколения можно говорить о подшипнике, являющимся одновременно ступицей и поворотным колесом. Внутренняя беговая дорожка выполнена в ступице, а благодаря использованию крепежного фланца на наружном кольце его можно фиксировать на элементы подвески колеса.
Система подвески
Система подвески, когда дело доходит до традиционных автомобилей, не относится к подшипниковым узлам. Чаще всего мы имеем дело с валовым коническим подшипником легкой конструкции, чаще с сепаратором, выполненным из пластика. Можно встретить также решения, основанные на шариковых подшипниках. В обоих случаях производители используют сложные конструкции, облитые пластиком, где простая их замена невозможна.
Рулевое управление
Сердце рулевого управления — рулевой механизм, часто называемый парусником.
Здесь можно встретить как обычные однорядные подшипники серии 60. 62. 63.
стандартные шариковые подшипники типа HK. а также специальные конструкции, основанные, правда, на игольчатых или шариковых подшипниках. Поперечный рулевой наконечник — это элемент подобной конструкции для верхних тяг.
Система привода
Виды и типы используемых подшипников связаны не только с самой системой, но и, прежде всего, с видом конструкции. В системе привода преобладают плотные, компактные и комплексные конструкции. Встречаются игольчатые роликоподшипники, однорядные конические роликоподшипники, цилиндрические роликоподшипники типа NU. радиальные шарикоподшипники. Трудно определить доминирующие решения, они связаны с размером транспортного средства и прежде всего с маркой автомобиля.
Коленвал
Здесь используют игольчатые роликоподшипники специальной конструкции, в которых ось симметрии порядка игл не совпадает с цепью корзины. Это две серии: в KZK.. оси элементов прижаты внутри, в КБК.. — снаружи. Также все чаще применяются подшипники скольжения, втулки/вкладыши скольжения.
Двигатель
Вал или ролики грм, натяжного ролика, натяжной ролик
Распределительный вал на подшипниках, как правило, работает с помощью скользящего подшипника, так называемой скользящей пластины. Ролик натяжителя ремня ГРМ является наиболее распространенной комплексной конструкцией, в которой подшипники являются неотъемлемой частью. В так называемых натяжителях используются игольчатые роликоподшипники и радиальные шариковые подшипники.
Коробка передач
Вал сцепления, выжимной подшипник сцепления, промежуточный вал
В валах сцепления используются шариковые однорядные и двухрядные подшипники, радиально-упорные шарикоподшипники, двунаправленные (серия Q.. или QJ..), а также конические. В сцеплении применяется так называемый выжимной подшипник сцепления. Отдельные шестерни передач — чаще всего игольчатые роликоподшипники. Промежуточный вал — игольчатые роликоподшипники (типа HK..), подшипники качения (типа NUP..).
Дифференциал
Преобладают почти полностью конические роликоподшипники.
Система охлаждения
Подшипник насоса охлаждающей жидкости имеет специальную конструкцию шарикоподшипников. Как правило, эти подшипники встроены, так что трудно на первый взгляд определить тип опоры.
Подшипники вентилятора — шарикоподшипники и втулки скольжения.
Электрическая система
В генераторе используются исключительно однорядные шарикоподшипники. Доминирует серия 62. но также используются серии 60. 63. а также серии 622.. или 630..
Топливная система
Подшипник топливного насоса
Кондиционер
Подшипник кондиционера, чаще один шарикоподшипник.
Самый обычный автомобиль насчитывает огромное множество и разнообразие подшипников. Так, только в колесе автомобиля мы можем найти радиальные шарикоподшипники, такие как 6204 и 6205, конические подшипники, начиная от метрических 32010 AX и заканчивая дюймовыми, LM11749/10, двухрядными радиально-упорными с разъемным внутренним кольцом, BC346037, и двухрядными конические роликоподшипники с разъемным внутренним кольцом, BT408037.
Проходят годы, меняются конструкции, материалы и, конечно, модели автомобилей. Тем не менее, правила передачи привода и нагрузки остаются неизменны. Быть может, через несколько лет мы не найдем в машине ни одного, в полном смысле этого слова, подшипника. Но, безусловно, модульная конструкция является символом нашего времени, и не только в автомобильной промышленности.