Шкворень
Вид на передний мост со шкворневыми узлами на концах. «Форд»-купе 1932 модельного года.
В настоящее время вместо шкворней в подвеске обычно используют шаровые шарниры, но сам термин остаётся для обозначения конструктивной оси поворота колеса.
Шкворень , устар. Шворень (англ. Kingpin, нем. Königszapfen, англ. Pivot) - стержень шарнира поворотного соединения частей транспортных машин . В более узком смысле - ось поворота управляемого колеса автомобиля или иного транспортного средства.
Во времена конных экипажей «шворнем», или «шкворнем» называли стержень или болт, «на коем ходит передок всякой повозки» , то есть - через который к повозке крепилась поворотная ось передних колёс.
В тепловозах, электровозах и вагонах используют шкворень с вертикальной осью для соединения колёсных тележек между собой и с рамой машины.
На автомобиле в своём изначальном варианте это была вполне реальная ось в виде стержня из закалённого металла, при помощи которого несущий ступицу и колесо поворотный кулак крепился к подвеске .
Начиная с пятидесятых годов XX века на легковых автомобилях шкворень в виде самостоятельного элемента подвески передних колёс стали постепенно заменять на шаровые шарниры, которые соединяли поворотный кулак с рычагами подвески и обеспечивали благодаря наличию двух степеней свободы как её ходы сжатия и отбоя, так и поворот управляемых колёс.
Угол продольного наклона шкворня.
Шаровые шарниры герметичны или полугерметичны, поэтому либо не требуют смазывания вообще, либо допускают его намного реже по сравнению с негерметичными обычными поворотными шарнирами. К началу-середине шестидесятых годов шкворни оставались преимущественно в подвесках грузовиков, пикапов, а также редких легковых моделей, ориентированных на работу с большими нагрузками или в тяжёлых дорожных условиях - например, на некоторых спорткарах и «жёстких» внедорожниках, австралийских автомобилях марки Holden , советских марки «Волга » или немецком «Жуке» , где они применялись из-за большей живучести. Кроме того, зависимая передняя подвеска с цельной балкой моста практически всегда имеет шкворни по конструктивным причинам.
Тем не менее, слово «шкворень» продолжает широко употребляться, обозначая теперь уже не реальную, а конструктивную ось поворота колеса. Например в случае подвески на двойных поперечных рычагах это ось, соединяющая центры обоих её шаровых шарниров.
Для ходовых качеств автомобиля очень важную роль играет такой параметр, как углы наклона шкворня - продольного (
Представляет собой конструктивный элемент поворотного механизма колеса, предназначенный для придания ему требуемых степеней свободы. Данное понятие объединяет различные по конструкции механизмы, объединенные общим назначением. В том или ином виде шкворень является частью практически всех колесных транспортных средств.
Развитие конструкции шкворней
Первоначально шкворень представлял собой стержень, на котором была закреплена общая поворотная ось передней пары колес конного экипажа. При появлении первых автомобилей под шкворнем понимали индивидуальную поворотную ось, на которую было посажено колесо с помощью пары роликоподшипников.
С середины XX века традиционную конструкцию шкворневого механизма для поворота автомобильных колес заменили сферические и полусферические шарниры. Данное решение дало возможность упростить конструкцию шкворня, позволив за счет наличия одного элемента обеспечить как вращение колеса, так и его поворот. Поворот колеса осуществляется в соответствии с управляющим сигналом водителя, осуществляемым через рулевой механизм.
Применение на современных автомобилях
Современные сферические шарниры шкворневых деталей обладают повышенной надежностью и способностью долгое время работать в интенсивном режиме без промежуточного смазывания. Шкворни данной конструкции получили широкое применение в качестве элементов подвески автомобилей повышенной проходимости и грузоподъемности. Они применяются в поворотных механизмах грузовиков, пикапов и части внедорожников. Ходовые качества автомобиля зависят от таких характеристик шкворня, как продольный и поперечный углы наклона.
При появлении ощутимого люфта в шкворневой паре узел требует замены. Причиной износа могут стать езда по дорогам с некачественным или поврежденным покрытием, недостаток либо утечка смазки, разбалансировка колес. Шкворень для замены поставляется в виде отдельной сборочной единицы, конструкция которой индивидуальна для каждого автомобиля. В контактную полость шкворня закладывается смазка.
В автомобилях новых конструкций применяется подвеска типа «Макферсон», конструкция которой позволяет колесам выполнять поворотные движения за счет подвижности амортизационной стойки. В этом случае шкворнем называют мнимую ось колеса, вокруг которой оно проворачивается по управляющему сигналу водителя.
Комплект (4 вкладыша нового образца, 4 шкворня стандартных, 1 ключ) для поворотного кулака автомобилей УАЗ Патриот Хантер Patriot Hanter
Вкладыши нового образца завод стал выпускать с января 2011 года, начиная с VIN-номера 316300B0006560. Комплект подходит только для автомобилей с 2011 года выпуска!
Предлагаемый комплект для ремонта шкворневого узла переднего моста типа "Спайсер" для автомобилей УАЗ Патриот (UAZ Patriot), УАЗ Хантер (UAZ Hanter), УАЗ Симбир (UAZ Simbir) позволяет полностью решить существующую проблему поворотных кулаков этих автомобилей. Продажа шкворней осуществляется с января 2009 года за это время отрицательных отзывов от покупателей не было. Все это позволяет нам быть уверенными в том, что предлагаемый комплект это наиболее рациональный способ решения существующей проблемы.
Предлагаемый комплект с бронзовыми вкладышами для ремонта шкворневого узла переднего военного и колхозного моста для автомобилей УАЗ-469, УАЗ-469Б, УАЗ-452 и их модификаций позволяет полностью решить существующую проблему поворотных кулаков этих автомобилей. Создан на основе комплектов для шкворневорго узла "Спайсера", основное преимущество высокая технологичность ремонта.
Информация предоставлена производителем.
Во время эксплуатации автомобиля УАЗ особое внимание обращайте на состояние затяжки шкворневых подшипников скольжения. Для контроля необходимо поддомкратить переднее колесо, взять руками за верх и низ колеса и пошатать его в осевом направлении. Если люфта в шкворнях вашего автомобиля еще нет, будет не лишним полость шаровой опоры заполнить смазкой Литол 24, допускаются и лучшие аналоги смазки, например ШРУС-4М. Было бы неплохо установить на шкворень пресс-масленку для принудительной периодической подачи смазки в зону трения, но для качественного выполнения данной операции потребуется разобрать весь узел. Согласны, когда на спидометре всего 10 тыс. км. пробега, или немногим более, делать это не особенно приятно. Если вы все же решились выполнить эту операцию, не забудьте заглушить отверстие в полусферической опоре шкворня. При наличии люфта в шкворнях ремонт неизбежен. Подтягивание шкворней дает лишь иллюзию того, что неисправность устранена и можно несколько тысяч километров в узел не заглядывать. Появившийся вновь люфт очень быстро прогрессирует и, как правило, приводит к выходу из строя достаточно дорогих сопрягаемых деталей, а именно: шаровой опоры, цапфы, иногда ШРУСа. Поэтому это как раз тот случай, когда лучше предупредить болезнь, нежели лечить ее. Штатные шкворня способны исправно служить на протяжении длительного срока лишь в том случае, когда водителем соблюдаются все технологические требования по регулировке и сборке рассматриваемых элементов, особенно после того как завод начинает устанавливать углепластиковые вкладыши. В зоне трения углепластик способен исправно работать без смазки, пока не появляется грязь и не нарушается герметичность уплотнения. После этого вкладыши быстро выходят из строя. Тем не менее, сколько бы положительных качеств не имели углепластиковые шкворня, ясно лишь то, что данная часть УАЗ считается слабым местом. Рано или поздно понадобится замена шкворней на УАЗ. Особенности данной процедуры интересуют многих владельцев автомобилей вместе с целесообразностью перехода производителя на вкладыши вместо втулок. Основная суть заключается в том, что произведенные на заводе шкворневой узел требует слишком много внимания к себе. Как уже говорилось ранее, высокий показатель производительности наблюдается лишь когда владелец авто соблюдает все технологические требования когда осуществляется сборка и регулировка шкворней. Если при затяжке шкворней во время эксплуатации не соблюдать необходимые требования, конус или разрезная гайка могут усаживаться, в результате чего появляется люфт зачастую в верхнем образце. Также осуществляется переход нагрузки, распределенной по периметру вкладыша в точку. Как итог - углепластик повреждается. В любом случае перетяжка незамедлительно приводит к тому, что вы потеряете управляемость автомобилей. В данном случае актуальна будет замена шкворней.Какие шкворня лучше: с бронзовым вкладышем или на подшипниках?
Установка шкворней с бронзовым вкладышем. Шкворни на бронзе являются теоретически прочными даже при сильных ударах подвески. Они более прочные по сравнению с подшипниками, именно поэтому ставятся для тяжелого бездорожья. Шкворня с бронзовыми вкладышами дают хороший результат на всех автомобилях УАЗ, будь то 3151, Хантер или Патриот. Стоит помнить, что на протяжении первых двух тысяч километров поворот рулевого колеса будет немного затруднительным. После осуществления обкатки, когда угол кастора увеличивается, установка производится правильно, а смазка качественная, вы будете прилагать меньше усилий относительного рулевого колеса УАЗ. Устанавливая шкворня с бронзовыми вкладышами на УАЗ, при возможности рекомендуется увеличить угол кастора, чтобы колеса могли легче возвращаться в изначальное положение самостоятельно без особых усилий со стороны водителя. Использование на УАЗ бронзовых шкворней считается наиболее недорогим и одновременно надежным решением проблемы некачественных шкворней. В случае возникновения тех или иных проблем необходимо обязательно произвести своевременно ремонт шкворней на УАЗ.
Устройство поворотный кулак и ступица колеса
1 - муфта отключения колеса; 2, 9, 23 - прокладки; 3 -ступица с тормозным диском; 4 - подшипники ступицы; 5 - болт крепления колеса; 6 -щиток тормозного диска; 7 - цапфа; 8 - корпус поворотного кулака; 10 - втулка зажимная; 11 - шкворень; 12 - вкладыш шкворня; 13 - пружина; 14 - наружное уплотнительное кольцо; 15 - внутреннее уплотнительное кольцо; 16 - шарнир; 17 - шаровая опора; 18, 25 - упорные шайбы; 19 - опора шкворня; 20 - наружная обойма сальника; 21 - накладка; 22 - гайка; 24 - манжета; 26 - стопорные кольца; 27 - стопорная шайба; 28 - гайки; 29 -замочная шайба. Шаровые шкворни регулируют при появлении в них осевого люфта, при разборке поворотного кулака или замене шаровых шкворней с вкладышами.
Выньте шаровой шкворень. Аналогично снимите второй шкворень.
Балка 15 передней подвески или передний мост автомобилей Газель ГАЗ-2705 (см. рис.16) - штампованная, двутаврового сечения, соединена с поворотными кулаками с помощью шкворней. Шкворни имеют в центре лыску и застопорены в отверстиях балки клиновыми штифтами.
Вертикальные нагрузки от поворотных кулаков на балку передаются шариковыми упорными подшипниками, закрытыми от попадания грязи и пыли защитными резинометаллическими колпаками.
Рис.16. Балка передней подвески (передний мост) и рулевые тяги автомобилей Газель ГАЗ-2705
1 - правый поворотный рычаг; 2 - гайка; 3 - шаровой шарнир; 4 - болт; 5 - хомут; 6 - поперечная рулевая тяга; 7 - наконечник рулевой тяги; 8 - уплотнитель шарового шарнира; 9 - палец шарового шарнира; 10 - левый поворотный рычаг; 11 - шкворень; 12 - поворотный кулак; 13 - сошка; 14 - продольная рулевая тяга; 15 - балка передней подвески
В верхних бобышках поворотных кулаков со стороны балки передней подвески Газель ГАЗ-2705 выполнены кольцевые проточки, в которые установлены уплотнительные резиновые кольца, защищающие поверхности трения втулок и шкворней от попадания пыли и грязи.
Шкворневые отверстия в бобышках поворотных кулаков закрыты крышками с прокладками.
Для смазки втулок шкворней в центре крышек установлены пресс-масленки. Упорные подшипники шкворней смазываются одновременно со смазкой нижних втулок.
Для прохода смазки во втулках поворотных кулаков переднего моста Газель ГАЗ-2705 имеются специальные канавки. Поворотные кулаки состоят из двух частей - фланца и запрессованной в него цапфы.
На цапфах на двух конических подшипниках установлены ступицы передних колес с тормозными дисками. Трапеция рулевого управления расположена за балкой передней оси.
Рычаги трапеции Газель ГАЗ-2705 закреплены к поворотным кулакам болтами высокой прочности. Для исключения возможности ослабления затяжки болтов в эксплуатации резьбовые части соединений при сборке покрываются герметиком.
Ограничение углов поворота управляемых колес обеспечивается болтами, ввернутыми во фланце поворотных кулаков.
Рис.17. Шарнир рулевых тяг переднего моста Газель ГАЗ-2705
1 - палец; 2 - пружина; 3 - корпус; 4 - вкладыш; 5 - крышка
Продольная рулевая тяга 14 - цельнокованая, поперечная 6 - трубчатая, с резьбовыми наконечниками. Резьбовые наконечники 7 имеют разное направление резьбы, что позволяет регулировать схождение колес, не снимая тяги с автомобиля.
Шарниры продольной и поперечной тяги (рис.17) унифицированы между собой. Шарниры неразборные и не требуют обслуживания в эксплуатации.
Обслуживание и уход за передним мостом и рулевыми тягами Газель ГАЗ-2705 заключается в регулярной проверке надежности крепления и подтяжке гаек 2 (см рис.16) пальцев рулевых тяг, стопорных штифтов, шкворней болтов стяжных хомутов поперечной рулевой тяги; периодической смазке шкворневого соединения; проверке люфтов в шкворневых соединениях и шарнирах рулевых тяг, а также в проверке схождения колес.
При проверке резьбовых креплений балки передней подвески Газель ГАЗ-2705 соблюдайте рекомендованные моменты затяжки:
Пальцев рулевых тяг и клиновых штифтов шкворней - не менее 70 Нм (7,0 кг/см);
Болтов стяжных хомутов рулевых тяг - 14-18 Нм (1,4-1,8 кг/см).
Проверке надежности крепления клиновых штифтов следует придавать особое значение. При их ослаблении появляется люфт и последующая быстрая выработка отверстия в балке, что вызывает необходимость ремонта или замены балки.
При проведении смазки шкворневого соединения передней балки Газель ГАЗ-2705 необходимо добиваться выхода смазки в верхней бобышке кулака 12 через специальную прорезь в разъеме балка-кулак, а в нижней части - из-под кромки защитного колпака упорного подшипника.
При невозможности прошприцевать шкворневое соединение солидолом рекомендуется предварительно прокачать его смесью моторного масла с керосином в пропорции 1:1.
Люфт шкворня во втулках проверяют покачиванием колеса в вертикальной плоскости, колесо при этом не должно касаться пола.
Шкворень и втулки переднего моста Газель ГАЗ-2705 нуждаются в замене в том случае, если их суммарный износ достиг величины 0,5 мм. Это определяется перемещением корпуса тормозной скобы при покачивании колеса. Если перемещение верхнего наружного края корпуса больше 0,5 мм, то необходима замена шкворня и втулок.
Одновременно с проверкой люфта во втулках шкворня проверяют люфт поворотного кулака вдоль оси шкворня. Он проверяется щупом, помещаемым в зазор между верхней бобышкой кулака 12 (рис.16) и торцом бобышки балки 15.
Зазор величиной более 0,15 мм устраняют путем установки стальной регулировочной прокладки соответствующей толщины. Причем, если замеренный зазор более 1 мм, требуется замена подшипника.
Если при полном повороте передних колес автомобиля Газель ГАЗ-2705 не обеспечивается нормальный радиус поворота или шины задевают за что-либо, то проверяют максимальный угол поворота колес, который должен быть 44°±1° для внутреннего колеса.
Этот угол регулируется путем изменения длины регулировочных болтов, ввернутых в резьбовые отверстия фланца кулака.
Наличие люфта в шарнирах рулевых тяп не допускается. Люфт в шарнирах (см. рис.17) определяется покачиванием тяги вдоль оси пальца 1. При обнаружении люфта необходима замена шарнира.
При проверке люфта в шарнирах необходимо тщательно осматривать состояние резиновых защитных колпаков. Их повреждение приводит к быстрому износу шарнира. При обнаружении повреждений защитный колпак необходимо заменить.
Угол схождения колес определяется разностью размеров А и Б между внутренними краями шин. Измерения производятся в горизонтальной плоскости на уровне оси передних колес. Разность между указанными размерами должна быть в пределах 0-3 мм.
Регулировка схождения колес автомобилей Газель ГАЗ-2705 производится изменением длины поперечной рулевой тяги. Порядок регулировки следующий:
Ослабить болты стяжных хомутов 5 (см. рис.16);
Установить нормальную величину схождения колес вращением трубы поперечной рулевой тяги;
Затянуть болты стяжных хомутов наконечников.
Замена шарнира продольной рулевой тяги автомобиля Газель ГАЗ-2705
Рис.18. Выпрессовка шарнира рулевых тяг Газель ГАЗ-2705
1 - втулка; 2 - шарнир; 3 - тяга или наконечник; 4 - защитный колпак
Замену шарнира продольной рулевой тяги Газель ГАЗ-2705 необходимо производить в следующем порядке:
Расшплинтовать и отвернуть гайки крепления рулевой тяги к сошке рулевого механизма и к поворотному кулаку;
Выпрессовать пальцы из конических отверстий при помощи универсального съемника или выбить молотком через медную прокладку;
На прессе с помощью опорной втулки 1 (рис.18) выпрессовать шарнир из тяги с приложением усилия к пальцу с предварительно навернутой до уровня торца гайкой. При этом одновременно спрессовывается защитный колпак 4 с корпуса шарнира;
Очистить поверхность гнезда под шарнир в продольной тяге Газель ГАЗ-2705;
Запрессовать новый шарнир в продольную тягу с помощью опорной втулки и нажимной пяты;
Взять новый защитный колпак и надеть его на корпус и палец шарнира с помощью универсального съемника и шайбы (рис. 6.28), предварительно заложив в него от 1 до 1,5 г смазки;
Зафиксировать колпак на пальце стопорным кольцом. При сборке шарнира не допускать механических повреждений резинового колпака;
Установить тягу на автомобиль в последовательности, обратной разборке.
Замена шарнира поперечной рулевой тяги Газель ГАЗ-2705
Замену шарнира поперечной рулевой тяги Газель ГАЗ-2705 выполнять в таком порядке:
Расшплинтовать и отвернуть гайку крепления шарнира к рычагу рулевой трапеции;
Выпрессовать палец из конического отверстия рычага с помощью универсального съемника (см. рис. 6.25) или выбить молотком через медную прокладку;
Отвернуть болт хомута рулевой тяги Газель ГАЗ-2705;
Свернуть наконечник с резьбового конца тяги.
Замена шкворня поворотного кулака Газель ГАЗ-2705
Шкворень 11 и втулка (см. рис.16) заменяются тогда, когда их суммарный износ достиг величины 0,5 мм.
Шкворень и втулки можно заменить, не снимая балку передней подвески Газель ГАЗ-2705, в такой последовательности:
Приподнять автомобиль за переднюю балку таким образом, чтобы колеса не касались пола, установить на подставки и снять передние колеса;
Снять тормозную скобу и положить ее на раму; снять ступицу в сборе с диском и подшипниками;
Отвернуть болты и снять верхнюю и нижнюю крышки шкворня;
Отвернуть гайку, снять шайбу и выбить бородком стопорный клин;
С помощью специальной выколотки со сменными головками выбить шкворень из поворотного кулака вниз;
Снять поворотный кулак и упорный подшипник переднего моста Газель ГАЗ-2705;
Зажать поворотный кулак в тисках и с помощью оправки выбить втулки шкворня;
Зачистить отверстия под шкворень в поворотном кулаке;
С помощью оправки установить новые втулки;
Развернуть втулки на проход с помощью специальной развертки до 25 мм;
Очистить втулки от металлической стружки и нанести на каждую втулку тонкий слой смазки;
Установить поворотный кулак на балку передней подвески Газель ГАЗ-2705;
В верхнюю бобышку кулака вставить новый шкворень, установить упорный подшипник с защитным колпаком и продвинуть шкворень до совпадения лыски с отверстием в балке. Перед установкой поверхность шкворня смазать тонким слоем смазки;
Выполнить все последующие операции сборки в последовательности, обратной разборке;
После сборки смазать шкворень поворотного кулака через пресс-масленки и проверить схождение колес.
Замена упорного подшипника шкворня поворотного кулака Газель ГАЗ-2705
Упорный подшипник заменяется в том случае, если его износ по высоте достиг более 1 мм.
При зазоре меньше 1 мм между верхней бобышкой кулака и бобышкой передней балки Газель ГАЗ-2705 устанавливается стальная прокладка соответствующей толщины.
Для замены упорного подшипника и установки регулировочной прокладки необходимо вначале выполнить операции в последовательности, указанной для замены шкворня, а после того как шкворень будет выбит из зоны упорного подшипника, снять изношенный подшипник вместе с защитным колпаком.
Поставить на место новый подшипник, приподнять поворотный кулак до плотного прижатия подшипника к балке, замерить при помощи щупа зазор между верхней бобышкой кулака и бобышкой балки.