Что такое поворотный кулак
Можно смело сказать, что кулак – многофункциональная деталь. Она устанавливается на стыке нескольких систем, почему и возникает трудность с классификацией: к какой конкретно системе относится данный элемент.
На нем крепится часть рулевого управления, ступица колеса, стойка амортизатора и другое оборудование (например, элементы тормозов). По этой причине кулак – узел, на котором соединяются и синхронизируются данные системы. Так как на эту деталь оказываются серьезные нагрузки, то изготавливается она из прочного материала.
Некоторые производители используются для изготовления своей продукции высоколегированную сталь, а другие – чугун. Еще одна особенность поворотного кулака – предельно точная геометрическая форма. В зависимости от типа подвески и рулевого управления форма кулака может быть очень разной.
Для чего нужен поворотный кулак
Из самого названия вытекает одна из целей установки данной детали в автомобиле – обеспечивать поворот передних колес. Если машина заднеприводная, то кулак будет иметь более простое устройство.
Гораздо сложнее обеспечить поворот ведущему колесу, так как помимо изменения траектории на его ступицу нужно подать крутящий момент от трансмиссии. Наличие поворотного кулака решило сразу несколько задач:
- Обеспечило стабильную фиксацию вращающейся ступицы, на которой закреплено ведущее колесо;
- Дало возможность соединить вращающееся колесо не только с трансмиссией, но и с подвеской. Например, в модификации МакФерсон (ее устройство обсуждалось немного ранее) амортизационная стойка многих автомобилей крепится именно на этой детали;
- Позволяет узлу поворачивать без потери мощности при вращении колеса и сокращениях подвески во время езды.
Благодаря таким функциям кулак считается одновременно и опорой в ходовой части, и исполнительным элементом рулевого управления авто. В дополнение к перечисленным функциям на кулаке закрепляются некоторые части системы торможения.
Если деталь будет изготовлена с погрешностями в геометрии, некоторые системы могут быстро выйти из строя.
Рассматриваемая запчасть применяется на передней оси. Иногда идентично называется опора задней ступицы колес. Они имеют схожую конструкцию, только во втором случае деталь не предоставляет возможность поворачивать, поэтому ее нельзя назвать поворотной.
Принцип действия
Чтобы с помощью кулака срабатывала подвеска, в кулаке сделаны отверстия для крепления рычага (в нижней части) и амортизатора (верхняя часть). Стойка крепится обычным болтовым соединением, а вот рычаг – через шаровую опору. Этот элемент позволяет колесам поворачиваться.
Система рулевого управления (а именно рулевая тяга) также будет крепиться при помощи шаровых деталей (называются наконечниками рулевых тяг).
Для обеспечения вращения рулевых колес в поворотный кулак вставляется подшипник (автомобиль заднеприводный) или ШРУС (машина имеет передний привод).
В зависимости от условий на дороге поворотный кулак может одновременно, и обеспечивать поворот колеса, и его амортизацию, и подачу крутящего момента на ведущие ступицы.
О том, как взаимодействуют все системы в узле, смотрите в следующем видео, основанном на обзоре подвески машины:
Общее устройство подвески автомобиля. 3D анимация.
Кулак поворотный Hyundai
Каждый современный автомобиль имеет в своем составе важную деталь — поворотный кулак. Эта деталь обязательно присутствует и во всех моделях Hyundai. О назначении поворотного кулака в автомобилях Hyundai, типах кулаков, их месте в подвеске, конструкции и техническом обслуживании читайте в этой статье.
Назначение поворотного кулака
Передние (управляемые) колеса автомобиля создают немало проблем конструкторам, так как здесь приходится одновременно обеспечить надежное крепление колеса и возможность его поворота на тот или иной угол. Еще сложнее дела обстоят с автомобилями с передним приводом — в них нужно не только обеспечить установку и поворот колеса, но и передать на эти колеса крутящий момент, который не прерывался и не изменялся бы при повороте.
Решением этой задачи является особая деталь, которая входит в состав передней подвески — поворотный кулак. Эта деталь решает три основных задачи:
• Удержание ступицы колеса; • Соединение колеса (через ступицу) с элементами подвески;
• Возможность поворота колеса на тот или иной угол для управления автомобилем.
Таким образом, поворотный кулак одновременно выступает и несущей конструкцией, которая воспринимает нагрузки от колеса, и компонентом системы рулевого управления. Также на поворотный кулак устанавливается колесный тормозной механизм. Поэтому к кулаку предъявляются жесткие требования по надежности, прочности и точности изготовления.
Интересно отметить, что поворотным кулаком часто называют опору ступицы задних колес. Действительно, поворотный кулак передней подвески и опора ступицы задней подвески имеют очень похожую конструкцию, однако в опоре не предусмотрена возможность поворота. Здесь мы будем говорить преимущественно о передних поворотных кулаках.
Типы поворотных кулаков в автомобилях Hyundai
Все поворотные кулаки Hyundai можно разделить на две большие группы:
• Кулаки для легковых автомобилей; • Кулаки для грузовиков и автобусов.
В легковых автомобилях находят применение два типа кулаков:
• С установкой на одну шаровую опору (в нижнем рычаге подвески) и на сайлентблок верхнего рычага — в многорычажной подвеске (например, в Hyundai Sonata и некоторых других моделях); • С установкой на одну шаровую опору (в нижнем рычаге подвески) и на амортизационную стойку — в подвеске типа Макферсон (в большинстве моделей Hyundai, в том числе Elantra, Solaris, Accent, Getz, Tucson, i35 и других).
Также существует и третий тип кулака — с установкой на две шаровых опоры (в нижнем и верхнем рычагах), однако такие кулаки используются не в легковых автомобилях, а в многорычажной подвеске коммерческих грузовиков Porter и минивенов H-100 и H-1. Также шаровая в верхнем рычаге используется в задней подвеске многих моделей Hyundai.
В грузовых автомобилях и автобусах используются одинаковые по конструкции кулаки шкворневого типа. На многих моделях грузовиков и автобусов используются одинаковые, а потому взаимозаменяемые поворотные кулаки (например, идентичные кулаки устанавливаются на линейку грузовиков Hyundai HD65/72/78 и на автобусы Hyundai County).
Независимо от типа, все поворотные кулаки Hyundai изготавливаются из высокопрочных легированных (хромистых) сталей, обладающих высокой прочностью и устойчивых к коррозии. Конструкция кулаков для грузовиков и легковых автомобилей серьезно отличается, поэтому расскажем о каждом из типов этих деталей более подробно.
Устройство и разновидности
Производители в своих автомобилях используют разные системы подвесок, поэтому и форма поворотных кулаков тоже разнится. Это является самой первой причиной, по которой следует подбирать деталь в соответствии с маркой автомобиля. В поиске поможет VIN-код, который указывает на особенности конкретного авто (о том, как расшифровать все символы, читайте отдельную статью).
Даже малейшее несоответствие может либо затруднить работу по установке детали, либо работоспособности механизмов. Например, из-за неправильного крепления рулевая тяга не сможет до конца повернуть колесо, потому что шаровая стала под неправильным углом и т.д.
Именно на поворотном кулаке крепится дополнительное оборудование, например, тормозные суппорты, а также датчики.
Было бы ошибкой думать, что производитель во всех автомобилях модельного ряда использует одинаковую конструкцию этих запчастей. Например, когда производитель инициирует процедуру рестайлинга (о том, что это такое, и зачем автопроизводители это делают, читайте здесь), инженеры могут изменить устройство детали так, чтобы на ней можно было закрепить датчик, которого не было в дорестайлинговой версии.
Неисправности и возможные симптомы
Существует несколько симптомов, по которым водитель может определить, что с поворотным кулаком возникли проблемы. Вот некоторые признаки:
- При движении по прямой автомобиль уводит в сторону. В этом случае в первую очередь проверяется развал-схождение (как делается процедура, читайте в другом обзоре). Если проблема не устранена, неисправность может заключаться в кулаке;
- Угол поворота колес заметно уменьшился. При этом стоит в первую очередь проверить шаровую опору;
- Оторвалось колесо. Чаще всего это происходит из-за выхода из строя шаровой (оборвало палец), но нередко такое случается, когда ломается проушина для монтажа крепления;
- Трещина корпуса или износ места установки подшипника. Это иногда случается при неграмотной установке элементов ходовой части (криво запрессован подшипник или не до конца закручены болты на колесе).
Что касается образования трещин, то некоторые автослесари предлагают восстановить деталь – заварить ее. Если запчасть стальная, то она подлежит восстановлению. Большинство же кулаков изготавливаются из чугуна.
Даже если сварщику удастся скрыть трещину, сам материал на месте обработки теряет свои свойства. Деталь, подвергающаяся сварочным работам, достаточно быстро сломается на первой же серьезной ямке.
В целях безопасности при обнаружении каких-либо дефектов деталь лучше заменить на новую. О том, как это делается, смотрите на примере конкретного автомобиля:
Поворотный кулак Матиз: снятие-установка.
Признаки неисправности поворотного кулака ВАЗ 2107 и возможные симптомы
Деформация – проблема, с которой на практике сталкиваются чаще всего. Причины бывают разными, но чаще всего они кроются в сильном ударе подвески, когда машина проезжает неровные участки дороги. Или это происходит из-за физического воздействия после того, как произошло ДТП.
Есть основные признаки, по которым неисправность замечают:
- Ось износилась, из-за чего появляется люфт у ступичного подшипника.
- Резина у передних колёс износилась.
- Автомобиль серии классика и других при движении уходит с основной траектории.
По последним двум признакам можно говорить о том, что существует отклонение от нормативных показателей при работе узла. Полная диагностика подвески проводится для дополнительной проверки на предмет неисправностей. Иногда проблемы появляются из-за того, что рулевые тяги или сайлентблоки износились, или же углы установки колёс были неправильно отрегулированы. Из-за этого могут выйти из строя и цапфы на ВАЗ 2107.
Как снять поворотный кулак?
Чтобы можно было снимать поворотный кулак, придется отсоединять все элементы, которые на нем закреплены. Процедура производится в следующей последовательности:
- Машина ставится на домкрат или вывешивается на подъемнике;
- Откручиваем соответствующее колесо;
- Демонтируем тормозной суппорт;
- Откручиваем крепление стойки амортизатора;
- Выпрессовываем наконечник рулевой тяги. Чтобы не пришлось менять и его, лучше было бы вооружиться специальным инструментом;
- Демонтируем полуось со ступицы;
- Откручиваем датчики и другое оборудование, если оно имеется в автомобиле. При этом лучше было бы запомнить, куда что крепится. Для этого достаточно сделать фотографию на телефон;
- Демонтируем сам кулак. Для этого плоской отверткой отсоединяем крепление стопорного кольца на шаровой опоре, установленной на нижнем рычаге;
- Последний шаг – снимаем ступицу с кулака (откручивается контргайка), перед этим разжимаются шлицы. Далее вкручиваются колесные болты, и с тыльной стороны легкими ударами выбивается ступица.
Перед тем, как откручивать болты и гайки, важно придерживаться простого принципа: чтобы уменьшить воздействие на грани фиксаторов, их очищают от грязи и ржавчины, а затем обрабатывают проникающей жидкостью (например, WD-40).
Замена и ремонт
Несмотря на кажущуюся сложность, замена такой детали, как кулак поворотный, не представляет особой сложности. Первым делом следует поставить транспортное средство на ручник, затем под задние колеса подставить противооткатки и приподнять переднюю часть машины домкратом. Дальше технологический процесс осуществляется по такому плану: Снять диск тормозов. Выкрутить крепление цапфы.
Снять ее в сборе с муфтой отключения колеса, щитом тормозного диска и ступицей. Извлечь полуось. Отделить наконечник рулевой тяги от самого поворотного кулака. Вывернуть болты, крепящие шаровую опору к фланцу кожуха полуоси. Снять упор ограничителя колес. Поддев монтажкой, выпрессовать хвостовик шаровой опоры из кожуха полуоси. Для этого применяют съемник для шаровых шарниров. Аккуратно снять искомую деталь, в нашем случае кулак поворотный.
