Что такое цапфа в автомобиле ваз

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 21.09.2024

Цапфа как элемент привода автомобиля может быть представлена в различных вариантах. Все зависит от конструкторского решения и места применения, в передней или задней оси. Но в любом случае цапфа как элемент играет значимую роль привода и управляемости автомобиля.

Цапфа УАЗ Патриот

И так, цапфа может быть и передней и задней, она не бывает одинаковой с точки зрения оформления или крепления, но смысл примерно всегда одинаков. Металл изготовления цапфы может быть из чугуна, стали или даже алюминия, но главным требованием будет способность выдерживать ударные нагрузки. Хотя в случаях применения цапфы непосредственно с поворотным кулаком возможно лопанье последнего от сильных нагрузок, следовательно, осуществление полной замены узла, поэтому ремонтопригоден только алюминиевый вариант.

Применение поворотного кулака с цапфой может быть:

В передней оси независимой подвески.
В задней оси полузависимой подвески.
В задней оси независимой подвески.

Есть общая тенденция применения цапфы. У большинства автомобилей с передним приводом, цапфы используются на задних колёсах. В авто с задним приводом, используется конфигурация: сзади через ШРУСы (примеры модели БМВ), но с втулками цапфы, спереди используется классическая поворотная цапфа. Если автомобиль полноприводный, например НИВА, УАЗ, то на цапфу подшипники устанавливаются как снаружи, так и внутри.

Усиленная цапфа на Уаз Патриот

И так рассмотрим применение по отдельности.

Передняя ось

В передней оси автомобиля цапфа исполняется заедино с поворотным кулаком. Последний элемент имеет ось для крепления конических подшипников, или имеется отверстие под ступичный узел. Такой вариант крепится к подвеске при помощи шаровых опор и рычагов:

Двурычажная подвеска (например ВАЗ 2101-2123 или модели Москвич) крепит цапфу за счёт двух рычагов через верхнею и нижнею шаровую опору.
В подвеске типа МакФерсон, нижняя часть кулака крепится через шаровую к рычагу, сверху крепление осуществляется через амортизатор, он же крепится через опору на кузовном стакане. Кроме этого, на цапфе есть отверстия для крепления рулевого наконечника, это позволяет крутить колеса при усилии на руль.

Задняя ось

Кулак с цапфой задней подвески может иметь различные модификации, рассмотрим основные варианты:

При использовании балки, т.е. полузависимая подвеска, цапфа обладает специальными отверстиями для крепления к балке, применяется ось под ступичный узел, дополнительная резьба для применения ступичного подшипника. Получается, что цапфа крепится к балке, ступичный элемент впрессовывается на ось цапфы, все это зажимается центральной гайкой.
В независимой подвеске конструкция цапфы похожа, что и в передней подвеске. У кулака имеются крепежи для нескольких рычагов. В варианте с алюминиевой цапфой, в кулак впрессовывается плавающий сайлентблок.

Ресурс и срок службы цапфы

Сама цапфа может служить в период всего срока эксплуатации автомобиля, но если учесть, что цапфа зачастую является частью кулака, то срок службы колеблется от 100 000 до 200 000 км. Существуют прочие варианты выхода из строя и самой цапфы:

Что такое цапфа в автомобиле? Это механизм представляющий собой часть вала или ось, на которой расположен подшипник. Данная деталь, называется по-разному, зависит это от места расположения. Если располагается на краю вала, то называется шип. Деталь, которая в середине вала называется шейкой. Если же цапфа концевая и принимает на себя осевые нагрузки, то носит название пята.

Устройство поворотной цапфы

Что же такое цапфа в машинах с полным приводом и чем она отличатся от обычной? Данная деталь, имеет несколько конструктивных особенностей по сравнению с обычной цапфой. В полноприводном автомобиле она состоит из двух частей: шаровая опора и собственно сама деталь.

Шаровая опора перекрывает собой внутреннюю полость, мусор не попадает внутрь, при этом делает возможным поворот. Сама поворотная цапфа играет роль связующего звена, между ступицей и шаровой опорой. Некоторые машины оснащены системой накачки колес, в них используются специализированные цапфы, оснащённые отверстием, по которому, осуществляется подкачка. У детали такого вида характерная резьбовая часть, посадочная поверхность под подшипник, втулка под сальник, втулка вилки наружной полуоси и, конечно, опорная шайба.

Резьбовая часть обеспечивает нужный натяг во время регулировки подшипников ступицы, удерживает колесо на положенном ему месте. Мастер нарезает резьбу с шагом в два миллиметра, чтобы поверхность выполнила положенные ей функции.
Посадочная поверхность под подшипники обеспечивает натяг нужный для установки подшипников, защищает его от проскальзывания в будущем и держит под контролем люфт в самой ступице. Специальная втулка под сальник сэкономит хозяину автомобиля некоторое количество денежных средств. Без этой части придётся делать дополнительную наплавку на рабочую поверхность, а потом ещё обтачивать и шлифовать, а так замена старой втулки на новую спасёт положение.
Втулка вилки наружной полуоси выполняет такие же функции. Единственное отличие заключается в том, что к этой детали предъявляются более высокие требования. Это делается для того, чтобы сделать зазор в паре трения минимальным.
Опорная шайба исключает возможные утечки воздуха, уплотняя шаровую и цапфу. Она играет не такую важную роль, как другие детали, так что к ней в основном предъявляются требования повышенной износоустойчивости во время продолжительной работы.

Состав стали цапфы

Когда делается новая цапфа поворотного кулака, то очень большое внимание уделяют размеру и качеству обработки. Мастера используют литьё при изготовлении запчасти и применяют сталь 35ХГСА.

В состав такой стали входят:

Углерод содержится в металле для получения стали, именно в сплаве с ним железо становится сталью и получает положенные ей свойства во время термической обработки.
Сера с фосфором играют роль вредных примесей, которые остаются в металле. Из-за них материал твердеет и во время обработки образуются горячие трещины. Примеси снижают вязкость в твёрдом состоянии и делают металл хрупким при минусовых температурах. Поэтому содержание серы и фосфора строго ограничено.
Кремний и марганец литейщик добавляет в жидкий металл. Примеси играют роль раскислителей во время выплавки. Эти примеси полезны и остаются в стали, так происходит частичное удаление серы.

С другой стороны, цапфа ступицы колеса может быть изготовлена из легированной или углеродистой стали это повысило бы безопасность и ощутимо увеличило срок службы детали. Но так не делается, потому что при изготовлении материал проходит многоступенчатую термообработку. Таким образом, даже сталь 35 ХГСА получает хорошую твёрдость и прочность, и при этом стоит намного меньше легированной или углеродистой.

Первым автомобилем в моей жизни был ВАЗ 2107, и я особо не задумывался ввиду своей юношеской безответственности о техническом обслуживании машины. Отбалансировал колеса, проверил сход-развал и спокойно эксплуатировал дальше.

Пока со мной не приключилась неприятная ситуация – цапфа ступицы колеса пришла в негодность, что вызвало поломку самой ступицы и выходу колеса из строя. Подшипники были сломаны, вращение колеса нарушено, положение диска искажено. Хороший урок извлек я из всего этого, потому хочу поделиться небольшим рассказом о важности ухода за такой деталью как цапфа колесной ступицы.

Пару слов о ступице

Почему же я говорю о ступице, хотя речь идет о цапфе? Потому что некоторые новички не могут понять отличия между этими двумя механизмами. Надобно внести немного ясности в этом вопросе. Без ступицы авто не сможет принимать крутящий момент и передавать на колесо, чтобы транспортное средство могло передвигаться. Колёсный диск также крепится к ней. В общем виде представляет собой болванку из металла. Более подробно хочу остановиться на её составляющих элементах:

Корпус, в котором устанавливаются шпильки различного количества, диаметра и длины. Они зависят от массы и размера машины. Из-за тяжелой нагрузки по дорожному покрытию, которое передается на подвеску через колесо, тело детали состоит из стали высокой прочности, имеющее утолщенные стенки.
Подшипник внутри корпуса, полностью уменьшающий трение, когда колесо вращается.
Шлицы, установленные во внутренней части подшипника. Элементы ШРУСа проходят сквозь отверстие и передают момент от двигателя. Так колёса приводятся в движение.
Фиксирующие и скрепляющие устройства для шлейфов и проводов, которые ведут к бортовой системе (если присутствуют различные датчики давления и АБС).

Что такое цапфа

Цапфа – механизм, являющийся частью вала с размещенными подшипниками. Установка поворотного кулака проводится на переднюю и заднюю оси. Отличие от ступицы в том, что это силовой элемент, на котором происходит кручение ступицы. Сама по себе ступица может являться осью (корпус закреплен к подвеске), а цапфа только в совокупности с осью.

Устройство цапфы

Я знаю, что в состав цапфы входит либо чугун, либо легированная сталь, иногда алюминий. Ведь она должна проходить проверку на прочность от ударных нагрузок.

Интересно, что только алюминиевый кулак не лопается при нанесении повреждений. Значит и ремонт для стальной и чугунной не потребуется ввиду капитально разрушенного состояния.

Предназначение поворотного кулака зависит от его типа: передняя или задняя ось независимой подвески, задняя ось полузависимой подвески. На передней оси цапфа может поворачивать колесо, а кулак имеет дополнительно дырку под узел ступицы для подшипников конического типа.

Опоры рычагов скрепляют подвеску и цапфу между собой, однако есть особенности от марки подвески. Когда она двухрычажная (ВАЗ 2101-2123), то место скрепления установлено на шаровой опоре сверху и снизу.

Когда марка МакФерсон, то верхняя часть соединена с амортизатором (при этом поддержка амортизатора осуществляется за счет опоры, находящейся на кузовном стакане), а нижняя часть соединена с рычагом с помощью шаровой опоры.

Кроме этого, цапфа обладает отверстиями под наконечники руля, чтобы при воздействии на руль колёса спокойно поворачивались.

Для кулака задней подвески имеются различные спецификации:

первая – несколько крепежных балочных дыр, резьба с возможным присоединением подшипника ступицы, узел ступицы выпрессован на ось, центральная гайка зажимает данную конструкцию;
вторая – аналогично как у цапфы передней подвески, только для кулака вставляется сайлентблок, выпрессовка заднего подшипника не производится, ступичный узел держится на четырёх болтах.

Причины поломки

Я бы в обычном случае не стал менять поворотный кулак, так как его срок службы ограничивается лишь периодом эксплуатации автомобиля. ДТП – та самая неприятная ситуация, которая деформировала мне подвеску и произвела излом кулака при ударе.

Также возможен вывод из работоспособности при попадании в глубокую яму, когда едешь с большой скоростью. Алюминиевые кулаки легко деформируются, вследствие чего стабилизация полностью невозможна. Если долго ехать с гайкой ступицы, которая была плохо затянута, то из-за возникающей вибрации подшипник приходит в негодность.

И самое редкое, что может произойти – при выработке под палец шаровой опоры сильная затяжка креплений не оказывает помощь шарнирам, они все равно будут разбалтываться в кулаке. Я бы уже прекратил при таких причинах эксплуатацию транспорта.

Способы замены

Перед заменой кулака нужно избавиться от центральной гайки с помощью длинного плеча, демонтировать рулевой наконечник, снять гайки шаровых опор. Для свободного вращения цапфы я разъединяю наконечник у рулевой тяги.

Если авто переднеприводный, то дополнительно снимается амортизатор. Чаще всего болты и гайки заржавели, и я обрабатываю их средством для снятия коррозии. Монтаж произвожу в обратном порядке, потому что независимая подвеска.

Если балка полузависимая, будет достаточно открутить четыре болта, удерживающих кулак, заблаговременно сняв колесо. У меня нет под рукой гидравлического пресса, потому я не мог старую ступицу выпрессовать, пришлось поменять на новую.

Перед завершением работ все крепления предварительно смазаны, подшипники отрегулированы.

Цапфа на ВАЗ 2107

Раз уж я упоминал свою первую машину, то хотел бы лично от себя поведать об особенностях конструкции цапфы в данной марке автомобиля:

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.

Цапфа на Уаз Патриот

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

Устройство цапфы

Устройство и конфигурации детали, могут отличаться, причины этого разобрали выше. У некоторых автомобилей, например, где из опций представлена автоматическая подкачка шин, строение оси другое, причем, независимо от привода. В таких случаях, в полостях между втулкой и вращающейся полуосью, шрусом, создается закрытое пространство, отделенное сальниками, для предотвращения утечки воздуха. Далее, по специальным трубопроводам воздух подается в шину.

Ресурс и неисправности

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.

Как снять деталь:

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

• Откручиваем суппорта, снимаем мешающиеся датчики.

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

• 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.

Читайте также: