Автомобіль / Ходова частина / Маточинний вузол / Маточина колеса

Маточина колеса

Маточина колеса, англійська канонічна назва TESMA Wheel Hub, - центральна обертова деталь маточинного вузла, до якої кріпиться колесо. Залежно від конструкції вона працює разом із окремим підшипником маточини або входить до готового маточинно-підшипникового модуля. Через маточину передаються значні радіальні, осьові, гальмівні та тягові навантаження, тому її геометрія, посадки, шліци та кріплення колеса мають безпосереднє значення для безпеки.

Маточина є механічним центром колеса, але не слід ототожнювати її з усім маточинним вузлом. До вузла можуть також входити підшипник, гайка маточини, стопорні елементи, датчик або енкодер ABS, кріпильні болти, ущільнення та кулак поворотний або інша опорна деталь.

Головне правило TESMA: гул, люфт або вібрація біля колеса не означають автоматично несправну маточину. Частіше гул створює підшипник або шина, а люфт може походити від підшипника, центрального чи колісного кріплення, кульових і рульових шарнірів. Маточину замінюють після підтвердження її власного дефекту або коли вона конструктивно є частиною нерозбірного модуля з несправним підшипником.

Для чого потрібна маточина колеса

Маточина виконує декілька функцій одночасно:

утримує колесо відносно осі обертання;
створює опорний фланець для колісного диска;
передає навантаження між колесом і підшипником;
на ведучому колесі передає крутний момент від приводного вала через шліцьове з'єднання;
утримує гальмівний диск або барабан у правильному положенні на відповідних конструкціях;
забезпечує точне центрування колеса;
може містити шпильки або різьбові отвори для кріплення колеса;
у маточинному модулі може бути конструктивно об'єднана з підшипником і елементами ABS.

Де знаходиться маточина

Маточина розташована в центрі кожного колеса. Її внутрішня частина взаємодіє з підшипником, цапфою, приводним валом або маточинним модулем, а зовнішній фланець є базовою поверхнею для встановлення колісного диска та часто гальмівного диска.

На передніх і задніх колесах одного автомобіля можуть застосовуватися принципово різні конструкції маточин.

Маточина і підшипник маточини - не одне й те саме

У класичній розбірній конструкції підшипник маточини і маточина є окремими деталями. Підшипник забезпечує обертання, а маточина є силовим обертовим елементом, до якого кріпиться колесо.

У сучасному модулі вони можуть бути об'єднані. Тоді в каталогах запчастина може постачатися як:

маточина з інтегрованим підшипником;
підшипниковий модуль із фланцем;
маточинно-підшипниковий вузол;
болтовий маточинний модуль.

Тому перед замовленням потрібно визначити не тільки назву деталі, а й фактичну конструкцію конкретного автомобіля.

Маточина і маточинний вузол

Маточинний вузол - ширше поняття. Маточина є одним із його ключових компонентів.

До вузла можуть належати:

маточина;
підшипник;
кулак поворотний або колісний носій;
цапфа;
гайка або центральний болт;
стопорне кільце;
шпильки або болти колеса;
кришки та захисні ковпаки;
сенсорний елемент ABS.

Будова маточини колеса

Типова окрема маточина може мати:

фланець під колесо;
центрувальний поясок;
отвори або шпильки кріплення колеса;
посадочну шийку під внутрішнє кільце підшипника;
внутрішні шліци для приводного вала на ведучій осі;
поверхню для гальмівного диска або барабана;
центральний отвір;
інші конструктивні елементи залежно від автомобіля.

Фланець маточини

Фланець є плоскою силовою частиною, на яку встановлюється колесо і часто гальмівний диск.

Для правильної роботи важливі:

площинність;
відсутність деформації;
чистота контактних поверхонь;
справні різьбові отвори або шпильки;
відсутність глибокої корозії;
правильне центрування колеса.

Навіть невелика деформація фланця може створити вимірюване биття гальмівного диска або колеса.

Центрувальний поясок

На багатьох автомобілях центральний поясок маточини допомагає точно позиціонувати колісний диск відносно осі обертання.

Проблеми можуть виникнути через:

корозійні нашарування;
задирки;
деформацію;
невідповідний центральний отвір диска;
неправильні центрувальні кільця на нештатних дисках.

Колісні болти або гайки створюють затиск, але не повинні використовуватися для компенсації явно неправильного центрування диска.

Шліци маточини

На ведучому колесі внутрішня частина маточини часто має шліци, в які входить зовнішній шарнір приводного вала.

Шліцьове з'єднання передає крутний момент і повинно працювати без ненормального взаємного переміщення.

Перевіряють:

зношення профілю;
корозію;
сліди фретингу;
задирки;
пошкодження після роботи з ослабленою гайкою маточини;
відповідність шліців приводному валу.

Шпильки та різьбові отвори

Колесо може кріпитися до маточини шпильками з гайками або болтами, що вкручуються в різьбу маточини чи іншої деталі вузла.

Пошкодження включають:

зірвану різьбу;
витягнуту шпильку;
провертання шпильки у фланці;
механічну деформацію;
корозію;
пошкодження посадки після неправильного ремонту.

Докладно колісне кріплення розглядається на сторінці Кріплення колеса.

Окрема маточина з запресованим підшипником

У такій конструкції підшипник спочатку встановлюється у кулак або корпус, а потім маточина запресовується у внутрішнє кільце підшипника.

Під час монтажу критично важливо правильно підтримувати внутрішнє кільце. Якщо зусилля передавати через кульки або ролики, новий підшипник можна пошкодити ще до першої поїздки.

Маточина з інтегрованим підшипником

У нерозбірному модулі маточина та підшипник є єдиною запчастиною.

Модуль може містити:

фланець маточини;
підшипник;
корпус;
ущільнення;
шпильки;
магнітний енкодер ABS;
на окремих конструкціях - інтегрований датчик швидкості колеса.

При внутрішній несправності нерозбірного підшипника замінюється весь модуль, якщо іншої ремонтної операції виробником не передбачено.

Передня і задня маточина

Передня та задня маточини одного автомобіля можуть відрізнятися:

наявністю шліців;
розміром підшипника;
кількістю кріплень;
виконанням ABS;
типом гальм;
діаметром фланця;
кількістю колісних шпильок або отворів;
конструкцією підвіски.

Маточина ведучого колеса

На ведучому колесі маточина додатково передає крутний момент від приводного вала до колеса.

Особливо перевіряють:

внутрішні шліци маточини;
шліци приводного вала;
центральне кріплення;
відсутність взаємного переміщення;
корозію шліцьового з'єднання.

Маточина неведучого колеса

На неведучому колесі внутрішніх приводних шліців може не бути. Маточина обертається на цапфі або в підшипниковому модулі та сприймає дорожні, бокові та гальмівні навантаження.

Маточина і ABS

На сучасних автомобілях елемент формування сигналу ABS може бути інтегрований у підшипник або маточинний модуль.

Залежно від конструкції використовуються:

магнітний багатополюсний енкодер;
зубчасте сенсорне кільце;
інтегрований датчик у модулі.

При підборі потрібно враховувати не тільки механічні розміри маточини, а й виконання ABS.

Основні несправності маточини

Для самої маточини характерні:

деформація фланця;
зношення посадочної шийки підшипника;
провертання внутрішнього кільця підшипника;
зношення шліців;
тріщини;
пошкодження шпильок або різьбових отворів;
корозія;
пошкодження центрувального пояска;
деформація після сильного дорожнього удару;
пошкодження при неправильному випресовуванні або запресовуванні.

Зношення посадки підшипника на маточині

У розбірній конструкції внутрішнє кільце підшипника повинно мати передбачену посадку на шийці маточини.

Ознаки проблеми:

сліди провертання кільця;
полірована або зношена шийка;
фретинг-корозія;
задирки;
підшипникове кільце встановлюється ненормально легко;
повторний люфт після заміни підшипника.

Новий підшипник не відновлює зношену посадочну шийку маточини.

Деформація фланця

Фланець може деформуватися після:

сильного удару колесом;
ДТП;
неправильного демонтажу;
ударного встановлення;
тривалої експлуатації з ненормальним люфтом;
іншого механічного пошкодження.

Деформація може спричинити бокове або осьове биття контактної поверхні.

Биття маточини

Биття оцінюють після очищення контактної поверхні та правильної фіксації вузла.

Вимірювання може допомогти відрізнити:

деформацію маточини;
деформацію гальмівного диска;
корозійне нашарування між диском і маточиною;
неправильне складання.

Допустимі значення залежать від конкретного автомобіля і визначаються виробником/OE.

Чому іржа між маточиною і гальмівним диском має значення

Нерівномірний шар корозії на фланці може не дозволити гальмівному диску сісти площиною.

Наслідками можуть бути:

збільшене бокове биття диска;
пульсація при гальмуванні;
нерівномірне зношення диска;
помилкова підозра на дефект нового гальмівного диска.

Контактну поверхню очищають акуратно, не змінюючи геометрію фланця.

Пошкодження шліців

Причинами можуть бути:

ослаблене центральне кріплення;
корозія;
неправильний приводний вал;
ударні навантаження;
тривала робота з взаємним переміщенням;
неправильний демонтаж.

Сильно зношені шліци можуть створювати клацання або удар при зміні напрямку тяги.

Чи може маточина гудіти

Сама суцільна металева маточина зазвичай не створює типового підшипникового гулу. Якщо гул посилюється зі швидкістю, насамперед перевіряють підшипник маточини та шини.

Виняток практично полягає в тому, що на нерозбірному маточинному модулі несправний підшипник є частиною запчастини, яку в побуті часто називають просто «маточиною».

Чи може маточина створювати люфт

Так, якщо пошкоджені:

посадка під внутрішнє кільце підшипника;
шліцьове з'єднання;
кріплення готового маточинного модуля;
шпильки або інші силові елементи.

Однак значно частіше люфт колеса пов'язаний із самим підшипником або шарнірами підвіски. Джерело переміщення потрібно локалізувати.

Клацання при рушанні

На ведучій осі клацання при переході від тяги до гальмування двигуном може бути пов'язане зі шліцьовим з'єднанням маточини та приводного вала.

Також перевіряють:

ШРКШ;
гайку маточини;
опори силового агрегату;
інші елементи трансмісії.

Один звук не визначає конкретну деталь.

Пошкодження після удару в яму

Після сильного удару перевіряють:

шину;
колісний диск;
кріплення колеса;
маточину;
підшипник;
кулак поворотний;
важелі та шарніри;
амортизаторну стійку;
гальмівний диск;
геометрію коліс, якщо є відповідні симптоми.

Маточина може деформуватися без очевидних зовнішніх ознак, тому при підозрі потрібне вимірювання, а не тільки огляд.

Діагностика маточини колеса

Раціональна послідовність TESMA:

Уточнити скаргу водія.
Визначити, чи йдеться про гул, люфт, вібрацію, клацання або биття.
Уточнити недавні удари колесом.
Уточнити попередні роботи з підшипником, приводним валом, гальмами або колесом.
Перевірити шину і колісний диск.
Перевірити кріплення колеса.
Перевірити люфт.
Локалізувати місце переміщення.
Перевірити підшипник маточини.
Перевірити центральне кріплення.
Оглянути фланець маточини.
Перевірити шпильки або різьбові отвори.
На ведучій осі перевірити шліци.
При підозрі на деформацію перевірити биття.
Оглянути кулак або посадку маточинного модуля.
При помилках ABS перевірити сенсорний елемент і сигнал.
Підтвердити дефект до заміни деталі.

Перевірка люфту

При вивішеному колесі потрібно спостерігати не тільки за самим колесом, а й за взаємним переміщенням деталей.

Джерелом люфту можуть бути:

підшипник;
маточина;
центральне кріплення;
кріплення колеса;
кульова опора;
рульовий наконечник;
важелі;
кріплення маточинного модуля.

Перевірка фланця

Фланець очищають і перевіряють:

на корозію;
задирки;
тріщини;
вм'ятини;
пошкодження центрувального пояска;
биття при наявності відповідної скарги.

Перевірка шліців

При розбиранні ведучого колеса оцінюють:

форму зубців;
сліди ударної роботи;
іржу;
фретинг;
задирки;
відповідність приводного вала;
стан центрального кріплення.

Маточина і помилки ABS

Якщо в маточинний модуль інтегровано сенсорний елемент, його пошкодження може вплинути на сигнал швидкості колеса.

При DTC перевіряють:

сам датчик;
проводку;
роз'єм;
магнітний енкодер або сенсорне кільце;
правильність встановленого модуля;
механічний люфт;
поточні значення швидкості всіх коліс.

DTC не є автоматичним доказом несправності маточини.

Заміна окремої маточини

Конкретна технологія залежить від конструкції. Для пресової системи важливо:

правильно демонтувати стару маточину;
не пошкодити кулак;
оцінити стан підшипника;
перевірити посадочні поверхні;
підтримувати внутрішнє кільце підшипника при запресовуванні маточини;
не передавати зусилля через тіла кочення;
правильно встановити центральне кріплення.

Заміна маточинного модуля

При болтовій конструкції:

демонтують гальмівні компоненти, якщо це необхідно;
від'єднують датчик або проводку ABS відповідно до конструкції;
відкручують кріплення модуля;
очищають опорну площину;
перевіряють кулак;
встановлюють правильний модуль;
затягують болти та центральне кріплення за документацією виробника/OE.

Чи потрібно міняти маточини парами

Універсальної вимоги немає. Якщо одна маточина або маточинний модуль має підтверджений дефект, протилежну сторону перевіряють, але справну деталь не обов'язково змінювати тільки через однаковий вік.

Чи потрібно міняти підшипник разом із маточиною

Залежить від конструкції та стану.

Підшипник замінюють разом із маточиною, якщо:

вони є нерозбірним модулем;
старий підшипник пошкоджений;
процедура демонтажу старої маточини пошкоджує підшипник або робить його повторне використання недопустимим;
виробник передбачає заміну комплектом.

Якщо підшипник окремий і залишається справним, рішення приймають за конкретною ремонтною процедурою.

Що перевірити після заміни

відсутність люфту;
плавність обертання;
правильність центрального кріплення;
стан кріплення колеса;
відсутність ненормального биття;
відсутність стороннього шуму;
роботу ABS;
відсутність контакту гальмівного щитка;
результат контрольної поїздки.

Підбір маточини колеса

Враховують:

VIN;
OE-номер;
марку і модель;
дату виробництва;
передню або задню вісь;
ліву або праву сторону, якщо застосовність розділена;
тип привода;
кількість шліців;
конструкцію підшипника;
посадочні діаметри;
кількість колісних болтів або шпильок;
діаметр розташування кріплень;
центрувальний діаметр;
конструкцію гальм;
ABS і тип енкодера;
комплектність;
технічну ревізію.

Чому недостатньо кількості отворів і діаметра

Дві маточини можуть мати однакову кількість колісних кріплень, але відрізнятися:

посадкою підшипника;
висотою фланця;
вильотом робочої площини;
центрувальним діаметром;
шліцами;
ABS;
кріпленням до кулака;
ревізією конструкції.

Основою підбору залишаються VIN/OE та точна каталожна застосовність.

П'ять практичних випадків

Випадок 1 - новий підшипник швидко отримав люфт

При повторному ремонті на шийці старої маточини виявили сліди провертання внутрішнього кільця.

Висновок: новий підшипник не відновлює зношену посадку маточини.

Випадок 2 - після заміни гальмівних дисків залишилася пульсація

Перевірка показала корозійні нашарування і биття базової поверхні маточини.

Висновок: перед оцінкою нового гальмівного диска потрібно перевірити поверхню, на якій він встановлений.

Випадок 3 - клацання при рушанні

Підшипник не мав люфту, але перевірка виявила проблему шліцьового з'єднання приводного вала і маточини.

Висновок: не кожне клацання біля колеса походить від ШРКШ.

Випадок 4 - новий маточинний модуль дав помилку ABS

Перевірка включила точну застосовність модуля, енкодер, датчик, проводку і фактичні сигнали швидкості коліс.

Висновок: механічна сумісність не гарантує правильної електронної сумісності.

Випадок 5 - колесо мало биття після сильного удару

Окрім диска перевірили маточину, підшипник і кулак поворотний.

Висновок: після сильного удару потрібно перевіряти весь силовий ланцюг колісного вузла.

20 типових помилок

Називати маточиною весь маточинний вузол без уточнення конструкції.
Міняти маточину тільки через гул.
Не перевіряти підшипник.
Не локалізувати люфт.
Встановлювати новий підшипник на зношену шийку маточини.
Ігнорувати сліди провертання внутрішнього кільця.
Не перевіряти фланець після сильного удару.
Не очищати контактну поверхню гальмівного диска.
Надмірно шліфувати фланець і змінювати його геометрію.
Ігнорувати пошкодження центрувального пояска.
Не перевіряти шліци на ведучому колесі.
Підтягувати зношене шліцьове з'єднання замість дефектування.
Запресовувати маточину без підтримки внутрішнього кільця підшипника.
Передавати монтажне зусилля через кульки або ролики.
Ігнорувати пошкоджені шпильки та різьбу.
Використовувати універсальний момент центрального кріплення.
Не враховувати ABS при підборі маточинного модуля.
Підбирати маточину тільки за кількістю колісних отворів.
Не перевіряти кулак після повторної несправності вузла.
Не виконувати контрольну перевірку після ремонту.

Коли експлуатацію потрібно суттєво обмежити або припинити

маточинний вузол має значний люфт;
тріщина проходить через силову частину маточини;
шпильки або різьбові отвори не забезпечують надійне кріплення колеса;
сильно пошкоджені шліци;
колесо або гальмівний диск мають значне биття через деформацію маточини;
маточина ненадійно утримується підшипником або в модулі;
підшипник заклинює або має критичний люфт;
є ризик порушення механічної фіксації колеса.

Безпека

Не працюють під автомобілем, який утримується тільки домкратом.
Пресові операції виконують правильними оправками та опорами.
Не передають монтажне зусилля через тіла кочення підшипника.
Не використовують пошкоджені колісні шпильки або різьбу.
Центральне кріплення затягують за документацією виробника/OE.
Одноразові гайки та болти замінюють там, де це передбачено.
Після ремонту обов'язково перевіряють кріплення колеса.

Товарні групи TESMA

Маточина - окремі маточини та готові маточинно-підшипникові модулі.
Підшипник маточини - колісні підшипники та відповідні комплекти.
Комплектуючі маточини - монтажні та супутні елементи маточинного вузла.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще почитати на цю тему

FAQ - маточина колеса

Що таке маточина колеса?

Це центральна обертова деталь колісного вузла, до якої кріпиться колесо і яка працює разом із підшипником.

Як називається маточина колеса англійською?

Канонічна англійська назва TESMA - Wheel Hub.

Маточина і підшипник - це одне?

Не завжди. У розбірній конструкції це окремі деталі, а в сучасному модулі вони можуть бути об'єднані.

Маточина і маточинний вузол - це одне?

Ні. Маточинний вузол включає маточину та інші пов'язані компоненти.

Чи може маточина гудіти?

Сама металева маточина зазвичай не створює характерного підшипникового гулу. У нерозбірному модулі гуде підшипник, який є частиною модуля.

Чи може маточина мати люфт?

Так, якщо пошкоджена посадка підшипника, шліци або кріплення, але джерело люфту потрібно локалізувати.

Чому новий підшипник може швидко зіпсуватися через маточину?

Зношена посадочна шийка не забезпечує правильного положення внутрішнього кільця підшипника.

Що означають сліди провертання підшипника на маточині?

Вони можуть свідчити про ненормальне взаємне переміщення внутрішнього кільця та посадочної поверхні.

Чи можна встановити новий підшипник на зношену маточину?

Не слід, якщо посадка не відповідає допустимому стану або передбаченій ремонтній технології.

Чи може маточина погнутися після ями?

При сильному ударі можлива деформація фланця або інших частин вузла.

Як перевірити биття маточини?

Після очищення базової поверхні використовують відповідний вимірювальний метод, зазвичай з індикатором. Допуск беруть із документації виробника/OE.

Чи може крива маточина викликати пульсацію при гальмуванні?

Так, якщо її фланець змушує гальмівний диск працювати з ненормальним боковим биттям.

Чому потрібно очищати фланець перед встановленням гальмівного диска?

Корозія або бруд між поверхнями можуть створити перекіс диска.

Чи можна сильно шліфувати фланець?

Не слід змінювати його геометрію. Видаляють забруднення та корозійні нашарування допустимим способом.

Що таке шліци маточини?

Це профільоване з'єднання, через яке на ведучому колесі передається крутний момент від приводного вала.

Чому шліци зношуються?

Через ослаблене центральне кріплення, корозію, неправильні деталі або тривале взаємне переміщення.

Чи можуть зношені шліци клацати?

Так, особливо при зміні напрямку тягового навантаження.

Чи можна просто сильніше затягнути гайку при зношених шліцах?

Ні. Спочатку потрібно оцінити стан шліців, гайки, приводного вала та маточини.

Чи може маточина мати датчик ABS?

У деяких маточинних модулях датчик або сенсорний елемент інтегрований у конструкцію.

Чому після заміни маточини може загорітися ABS?

Перевіряють правильність модуля, енкодер, датчик, проводку, робочий зазор і фактичні сигнали швидкості коліс.

Чи потрібно міняти маточини парами?

Ні, універсальної вимоги немає. Другу сторону перевіряють за станом.

Чи потрібно міняти підшипник разом із маточиною?

Залежить від конструкції, стану підшипника та технології демонтажу.

Чи можна повторно використовувати підшипник після випресовування маточини?

Це залежить від конструкції та ремонтної процедури. На частині пресових вузлів демонтаж може зробити повторне використання підшипника недопустимим.

Чому важливо підтримувати внутрішнє кільце при запресовуванні маточини?

Щоб монтажне зусилля не проходило через кульки або ролики і не пошкодило доріжки.

Чи можна забивати маточину молотком?

Неконтрольовані удари можуть пошкодити маточину, підшипник і посадки. Для пресових операцій використовують відповідне обладнання.

Як підібрати маточину?

За VIN/OE, віссю, стороною, типом привода, підшипником, шліцами, кріпленням колеса та виконанням ABS.

Чи достатньо знати кількість колісних отворів?

Ні. Маточини можуть мати однакову схему кріплення колеса, але різну внутрішню конструкцію.

Що перевірити після заміни?

Люфт, плавність обертання, центральне та колісне кріплення, шум, биття і роботу ABS.

Коли з несправною маточиною не можна продовжувати рух?

При значному люфті, тріщині, ненадійному кріпленні колеса, критично пошкоджених шліцах або ризику втрати механічної фіксації колеса.

Яке головне правило TESMA?

Маточину колеса не замінюють лише за гулом або загальним люфтом. Спочатку локалізують дефект, перевіряють підшипник, фланець, шліци, кріплення та суміжні деталі, після чого підбирають точну запчастину за VIN/OE.

Висновок

Маточина колеса, або Wheel Hub, є центральним силовим елементом колісного вузла, який з'єднує колесо з підшипником та на ведучій осі передає крутний момент від приводного вала. Від точності її фланця, посадок, шліців і колісного кріплення залежить правильне положення та обертання колеса.

Основні власні дефекти маточини - деформація фланця, зношення посадки підшипника, пошкодження шліців, тріщини, корозія та несправність колісного кріплення. Гул частіше пов'язаний із підшипником, тому перед заміною маточини необхідна локалізація несправності.

Правило TESMA: маточину підбирають за VIN/OE з урахуванням осі, привода, підшипника, шліців, ABS і конструктивної ревізії. При складанні дотримуються правильної технології пресування та точних вимог виробника/OE до центрального і колісного кріплення.