Автомобиль / Ходовая часть / Ступичный узел / Ступица колеса

Ступица колеса

Ступица колеса, английское каноническое название TESMA Wheel Hub, - центральная вращающаяся деталь ступичного узла, к которой крепится колесо. В зависимости от конструкции она работает с отдельным подшипником ступицы или входит в готовый ступично-подшипниковый модуль. Через ступицу передаются значительные радиальные, осевые, тормозные и тяговые нагрузки, поэтому ее геометрия, посадки, шлицы и крепление колеса имеют непосредственное значение для безопасности.

Ступица является механическим центром колеса, но ее не следует отождествлять со всем ступичным узлом. В состав узла также могут входить подшипник, гайка ступицы, стопорные элементы, датчик или энкодер ABS, крепежные болты, уплотнения и кулак поворотный либо другая опорная деталь.

Главное правило TESMA: гул, люфт или вибрация возле колеса не означают автоматически неисправную ступицу. Чаще гул создает подшипник или шина, а люфт может возникать в подшипнике, центральном или колесном креплении, шаровых и рулевых шарнирах. Ступицу заменяют после подтверждения ее собственного дефекта или когда она является частью неразборного модуля с неисправным подшипником.

Для чего нужна ступица колеса

Ступица выполняет несколько функций:

удерживает колесо относительно оси вращения;
создает опорный фланец для колесного диска;
передает нагрузки между колесом и подшипником;
на ведущем колесе передает крутящий момент от приводного вала через шлицевое соединение;
удерживает тормозной диск или барабан в правильном положении на соответствующих конструкциях;
обеспечивает центрирование колеса;
может содержать шпильки или резьбовые отверстия крепления колеса;
в ступичном модуле может быть объединена с подшипником и элементами ABS.

Где находится ступица

Ступица расположена в центре колеса. Ее внутренняя часть взаимодействует с подшипником, цапфой, приводным валом или корпусом ступичного модуля, а наружный фланец служит базовой поверхностью для колесного и часто тормозного диска.

Передняя и задняя ступицы одного автомобиля могут иметь принципиально разную конструкцию.

Ступица и подшипник ступицы - не одно и то же

В разборной конструкции подшипник ступицы и ступица являются отдельными деталями. Подшипник обеспечивает вращение, а ступица является силовым вращающимся элементом для крепления колеса.

В современном модуле они могут быть объединены. Такая запчасть может поставляться как:

ступица с интегрированным подшипником;
подшипниковый модуль с фланцем;
ступично-подшипниковый узел;
болтовой ступичный модуль.

Ступица и ступичный узел

Ступичный узел - более широкое понятие.

В него могут входить:

ступица;
подшипник;
кулак поворотный или колесный носитель;
цапфа;
гайка или центральный болт;
стопорное кольцо;
шпильки или колесные болты;
защитные крышки;
сенсорный элемент ABS.

Устройство ступицы колеса

Типичная отдельная ступица может иметь:

фланец под колесо;
центрирующий поясок;
отверстия или шпильки крепления колеса;
посадочную шейку внутреннего кольца подшипника;
внутренние шлицы для приводного вала;
поверхность под тормозной диск или барабан;
центральное отверстие;
другие конструктивные элементы.

Фланец ступицы

Фланец является плоской силовой частью, на которую устанавливается колесо и часто тормозной диск.

Проверяют:

плоскостность;
деформацию;
чистоту поверхностей;
резьбовые отверстия или шпильки;
коррозию;
правильность центрирования.

Даже сравнительно небольшая деформация фланца способна вызвать измеряемое биение тормозного диска или колеса.

Центрирующий поясок

На многих автомобилях центральный поясок помогает точно позиционировать колесный диск.

Проблемы вызывают:

коррозионные отложения;
задиры;
деформация;
неподходящий центральный диаметр диска;
неправильные центрирующие кольца нештатного колеса.

Шлицы ступицы

На ведущем колесе внутренняя часть ступицы обычно соединяется с приводным валом шлицами.

Проверяют:

износ профиля;
коррозию;
фреттинг;
задиры;
последствия работы с ослабленной гайкой ступицы;
соответствие шлицев приводному валу.

Шпильки и резьбовые отверстия

Колесо может крепиться шпильками с гайками или болтами.

Возможные повреждения:

сорванная резьба;
вытянутая шпилька;
проворачивание шпильки во фланце;
деформация;
коррозия;
повреждение посадки после неправильного ремонта.

Отдельно эта тема рассмотрена на странице Крепление колеса.

Отдельная ступица с запрессованным подшипником

В такой конструкции подшипник устанавливается в кулак или корпус, а затем ступица запрессовывается во внутреннее кольцо.

При монтаже внутреннее кольцо необходимо правильно поддерживать. Если усилие проходит через шарики или ролики, новый подшипник можно повредить еще до эксплуатации.

Ступица с интегрированным подшипником

В неразборном модуле ступица и подшипник являются одной запчастью.

Модуль может включать:

фланец;
подшипник;
корпус;
уплотнения;
шпильки;
магнитный энкодер ABS;
на отдельных конструкциях - встроенный датчик скорости.

При внутренней неисправности такого подшипника модуль заменяют целиком, если иной ремонт не предусмотрен изготовителем.

Передняя и задняя ступица

Они могут различаться:

наличием шлицев;
размером подшипника;
количеством креплений;
исполнением ABS;
типом тормозов;
диаметром фланца;
количеством шпилек или отверстий;
конструкцией подвески.

Ступица ведущего колеса

На ведущем колесе ступица также передает крутящий момент от приводного вала.

Проверяют:

шлицы ступицы;
шлицы приводного вала;
центральное крепление;
отсутствие взаимного перемещения;
коррозию соединения.

Ступица неведущего колеса

На неведущем колесе приводных шлицев может не быть. Ступица вращается на цапфе или внутри подшипникового модуля и воспринимает дорожные, боковые и тормозные нагрузки.

Ступица и ABS

В современном ступичном модуле элемент формирования сигнала ABS может быть встроен в подшипник или ступицу.

Возможны:

магнитный многополюсный энкодер;
зубчатое сенсорное кольцо;
интегрированный датчик.

Поэтому при подборе важны не только размеры, но и точное исполнение ABS.

Основные неисправности ступицы

деформация фланца;
износ посадочной шейки подшипника;
проворачивание внутреннего кольца;
износ шлицев;
трещины;
повреждение шпилек или резьбы;
коррозия;
повреждение центрирующего пояска;
деформация после сильного удара;
повреждение при неправильной выпрессовке или запрессовке.

Износ посадки подшипника на ступице

В разборной конструкции внутреннее кольцо должно иметь предусмотренную посадку на шейке ступицы.

Признаки дефекта:

следы проворачивания;
полированная или изношенная шейка;
фреттинг-коррозия;
задиры;
ненормально свободная установка кольца;
повторный люфт после замены подшипника.

Новый подшипник не восстанавливает изношенную ступицу.

Деформация фланца

Возможные причины:

сильный удар колесом;
ДТП;
неправильный демонтаж;
ударный монтаж;
длительная эксплуатация с люфтом;
другое механическое повреждение.

Биение ступицы

Биение проверяют после очистки контактной поверхности.

Измерение помогает различить:

деформацию ступицы;
деформацию тормозного диска;
коррозию между диском и ступицей;
ошибку сборки.

Допуск определяет производитель/OE.

Коррозия между ступицей и тормозным диском

Неравномерные отложения способны перекосить тормозной диск.

Возможны:

боковое биение;
пульсация тормозов;
неравномерный износ;
ошибочная замена исправного нового диска.

Фланец очищают без изменения его геометрии.

Повреждение шлицев

Причины:

ослабленное центральное крепление;
коррозия;
неправильный приводной вал;
ударные нагрузки;
длительное взаимное движение;
ошибка демонтажа.

Сильно изношенные шлицы могут щелкать при изменении направления тяговой нагрузки.

Может ли ступица гудеть

Сама металлическая ступица обычно не создает характерного подшипникового гула. При шуме, усиливающемся со скоростью, проверяют подшипник ступицы и шины.

Если подшипник встроен в неразборный модуль, неисправность часто бытовым языком называют «гудит ступица», хотя непосредственный источник - подшипниковая часть.

Может ли ступица создавать люфт

Да, если повреждены:

посадка внутреннего кольца;
шлицы;
крепление ступичного модуля;
шпильки или другие силовые элементы.

Однако источник люфта всегда нужно локализовать.

Щелчок при трогании

На ведущей оси щелчок при изменении направления нагрузки может происходить в шлицевом соединении ступицы и приводного вала.

Также проверяют:

ШРУС;
гайку ступицы;
опоры силового агрегата;
другие элементы трансмиссии.

Повреждение после удара в яму

После сильного удара проверяют:

шину;
колесный диск;
крепление колеса;
ступицу;
подшипник;
кулак поворотный;
рычаги и шарниры;
амортизационную стойку;
тормозной диск;
геометрию колес при соответствующих симптомах.

Диагностика ступицы колеса

Уточнить жалобу.
Определить тип симптома - гул, люфт, вибрация, щелчок или биение.
Уточнить недавние дорожные удары.
Уточнить предыдущий ремонт подшипника, привода, тормозов или колеса.
Проверить шину и колесный диск.
Проверить крепление колеса.
Проверить люфт.
Локализовать место перемещения.
Проверить подшипник.
Проверить центральное крепление.
Осмотреть фланец.
Проверить шпильки или резьбовые отверстия.
На ведущей оси проверить шлицы.
При подозрении на деформацию измерить биение.
Проверить кулак или посадку модуля.
При ошибках ABS проверить сенсорную часть.
Подтвердить дефект перед заменой.

Проверка люфта

При проверке наблюдают за взаимным движением компонентов.

Источником могут быть:

подшипник;
ступица;
центральное крепление;
крепление колеса;
шаровая опора;
рулевой наконечник;
рычаги;
болтовое крепление ступичного модуля.

Проверка фланца

После очистки контролируют:

коррозию;
задиры;
трещины;
вмятины;
центрирующий поясок;
биение при наличии соответствующей жалобы.

Проверка шлицев

Оценивают:

форму зубьев;
следы ударной работы;
ржавчину;
фреттинг;
задиры;
соответствие приводного вала;
центральное крепление.

Ступица и ошибки ABS

При DTC проверяют:

датчик;
проводку;
разъем;
магнитный энкодер или сенсорное кольцо;
правильность модуля;
механический люфт;
текущие значения скорости колес.

DTC не является автоматическим диагнозом ступицы.

Замена отдельной ступицы

Для прессовой конструкции важно:

правильно демонтировать старую ступицу;
не повредить кулак;
оценить подшипник;
проверить посадки;
поддерживать внутреннее кольцо при запрессовке;
не передавать усилие через тела качения;
правильно затянуть центральное крепление.

Замена ступичного модуля

При болтовой конструкции:

демонтируют необходимые тормозные компоненты;
отсоединяют ABS в соответствии с конструкцией;
снимают крепеж модуля;
очищают опорную поверхность;
проверяют кулак;
устанавливают правильный модуль;
затягивают крепления по документации производителя/OE.

Нужно ли менять ступицы парами

Нет универсального требования. Вторую сторону проверяют, но исправную ступицу не обязательно менять только из-за одинакового возраста.

Нужно ли менять подшипник вместе со ступицей

Это зависит от конструкции.

Совместная замена требуется, если:

детали являются единым модулем;
подшипник поврежден;
демонтаж ступицы делает повторное применение подшипника недопустимым;
производитель предусматривает комплектную замену.

Что проверить после замены

отсутствие люфта;
плавность вращения;
центральное крепление;
крепление колеса;
отсутствие ненормального биения;
отсутствие постороннего шума;
работу ABS;
отсутствие контакта тормозного щитка;
результат контрольной поездки.

Подбор ступицы колеса

Учитывают:

VIN;
OE-номер;
марку и модель;
дату производства;
переднюю или заднюю ось;
сторону, если она имеет значение;
тип привода;
количество шлицев;
конструкцию подшипника;
посадочные диаметры;
количество колесных креплений;
диаметр их расположения;
центрирующий диаметр;
конструкцию тормозов;
ABS и тип энкодера;
комплектность;
техническую ревизию.

Почему недостаточно количества отверстий

Ступицы с одинаковой схемой крепления колеса могут отличаться:

посадкой подшипника;
высотой фланца;
положением рабочей поверхности;
центрирующим диаметром;
шлицами;
ABS;
креплением к кулаку;
технической ревизией.

Пять практических случаев

Случай 1 - новый подшипник быстро получил люфт

Повторная разборка выявила следы проворачивания внутреннего кольца на старой ступице.

Вывод: новый подшипник не восстанавливает изношенную посадку.

Случай 2 - после замены тормозных дисков осталась пульсация

Проверили поверхность и биение ступицы.

Вывод: тормозной диск работает относительно базовой поверхности ступицы.

Случай 3 - щелчок при трогании

Подшипник был исправен, но обнаружилось взаимное движение в шлицах ступицы и приводного вала.

Вывод: щелчок возле колеса не всегда создается ШРУСом.

Случай 4 - после новой ступицы появилась ошибка ABS

Проверили применяемость модуля, энкодер, датчик и фактические скорости колес.

Вывод: механически подходящий модуль должен также соответствовать системе ABS.

Случай 5 - после удара появилось биение

Кроме колесного диска проверили ступицу, подшипник и поворотный кулак.

Вывод: сильный удар требует проверки всего колесного узла.

20 типичных ошибок

Называть ступицей весь ступичный узел без уточнения.
Менять ступицу только из-за гула.
Не проверять подшипник.
Не локализовать люфт.
Ставить новый подшипник на изношенную ступицу.
Игнорировать следы проворачивания кольца.
Не проверять фланец после удара.
Не очищать поверхность под тормозной диск.
Чрезмерно шлифовать фланец.
Игнорировать повреждение центрирующего пояска.
Не проверять шлицы.
Сильнее затягивать изношенное шлицевое соединение вместо диагностики.
Запрессовывать ступицу без поддержки внутреннего кольца.
Передавать монтажное усилие через тела качения.
Игнорировать поврежденные шпильки и резьбу.
Использовать универсальный момент центрального крепления.
Не учитывать ABS при подборе.
Подбирать только по количеству отверстий.
Не проверять кулак при повторной неисправности.
Не выполнять контроль после ремонта.

Когда эксплуатацию нужно ограничить или прекратить

ступичный узел имеет значительный люфт;
есть трещина силовой части ступицы;
шпильки или резьба не обеспечивают надежное крепление колеса;
сильно повреждены шлицы;
значительное биение вызвано деформацией ступицы;
ступица ненадежно удерживается подшипником или корпусом;
подшипник заклинивает или имеет критический люфт;
есть риск потери механической фиксации колеса.

Безопасность

Не работают под автомобилем, удерживаемым только домкратом.
Прессовые операции выполняют правильными оправками и опорами.
Не передают усилие через тела качения подшипника.
Не используют поврежденные колесные шпильки или резьбу.
Центральное крепление затягивают по документации производителя/OE.
Одноразовый крепеж заменяют там, где это предусмотрено.
После ремонта обязательно проверяют крепление колеса.

Товарные группы TESMA

Ступица - отдельные ступицы и готовые ступично-подшипниковые модули.
Подшипник ступицы - колесные подшипники и соответствующие комплекты.
Комплектующие ступицы - монтажные и сопутствующие элементы ступичного узла.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще почитать по этой теме

FAQ - ступица колеса

Что такое ступица колеса?

Это центральная вращающаяся силовая деталь колесного узла, к которой крепится колесо и которая работает вместе с подшипником.

Как называется ступица колеса по-английски?

Каноническое английское название TESMA - Wheel Hub.

Ступица и подшипник - одно и то же?

Не всегда. В разборной конструкции это отдельные детали, в современном модуле они могут быть объединены.

Ступица и ступичный узел - одно и то же?

Нет. Ступичный узел является более широким понятием.

Может ли ступица гудеть?

Сама металлическая ступица обычно не создает типичный гул. В неразборном модуле шум создает встроенный подшипник.

Может ли ступица иметь люфт?

Да, при поврежденных посадках, шлицах или креплениях, но источник люфта нужно точно локализовать.

Почему новый подшипник может быстро повредиться из-за ступицы?

Изношенная посадочная шейка не удерживает внутреннее кольцо в правильном положении.

Что означают следы проворачивания подшипника?

Они указывают на ненормальное движение внутреннего кольца относительно ступицы.

Можно ли поставить новый подшипник на изношенную ступицу?

Не следует, если посадочная поверхность не соответствует допустимому состоянию.

Может ли ступица погнуться после ямы?

Да, при достаточно сильном ударе возможна деформация фланца или других частей.

Как проверить биение ступицы?

После очистки базовой поверхности применяют соответствующий измерительный инструмент. Допуск определяет производитель/OE.

Может ли кривая ступица вызвать пульсацию тормозов?

Да, если деформированный фланец создает ненормальное боковое биение тормозного диска.

Почему нужно очищать фланец?

Коррозия и загрязнения между ступицей и тормозным диском могут создать перекос.

Можно ли сильно шлифовать фланец?

Не следует изменять его геометрию. Очищают только загрязнения и допустимые коррозионные отложения.

Что такое шлицы ступицы?

Это профилированное соединение ведущей ступицы с приводным валом.

Почему изнашиваются шлицы?

Из-за ослабленного центрального крепления, коррозии, неправильной детали или длительного взаимного движения.

Могут ли изношенные шлицы щелкать?

Да, особенно при изменении направления тяговой нагрузки.

Можно ли просто сильнее затянуть гайку при изношенных шлицах?

Нет. Необходимо проверить ступицу, приводной вал, шлицы и центральное крепление.

Может ли ступица содержать элементы ABS?

Да. В модуль могут быть встроены магнитный энкодер, сенсорное кольцо или датчик.

Почему после замены ступицы загорелась ABS?

Проверяют применяемость модуля, энкодер, датчик, проводку и фактические сигналы скорости колес.

Нужно ли менять ступицы парами?

Нет универсального требования. Вторую сторону проверяют по состоянию.

Нужно ли менять подшипник вместе со ступицей?

Зависит от конструкции, состояния подшипника и технологии демонтажа.

Можно ли повторно использовать подшипник после выпрессовки ступицы?

Это определяется конструкцией и ремонтной процедурой. На части прессовых узлов повторное применение недопустимо.

Почему при запрессовке нужно поддерживать внутреннее кольцо?

Чтобы монтажное усилие не проходило через шарики или ролики и не повреждало дорожки.

Можно ли забивать ступицу молотком?

Неконтролируемые удары могут повредить ступицу, подшипник и посадочные поверхности.

Как подобрать ступицу?

По VIN/OE, оси, стороне, типу привода, подшипнику, шлицам, креплению колеса и системе ABS.

Достаточно ли количества колесных отверстий?

Нет. Одинаковая схема крепления колеса не гарантирует одинаковую конструкцию ступицы.

Что проверить после замены?

Люфт, плавность вращения, центральное и колесное крепление, шум, биение и работу ABS.

Когда с неисправной ступицей нельзя продолжать движение?

При значительном люфте, трещине, ненадежном креплении колеса, критически поврежденных шлицах или риске потери механической фиксации колеса.

Какое главное правило TESMA?

Ступицу колеса не меняют только по гулу или общему люфту. Сначала локализуют неисправность, проверяют подшипник, фланец, шлицы, крепления и соседние детали, затем подбирают точную запчасть по VIN/OE.

Вывод

Ступица колеса, или Wheel Hub, является центральным силовым элементом колесного узла, соединяющим колесо с подшипником и на ведущей оси передающим крутящий момент от приводного вала. От точности фланца, посадок, шлицев и колесного крепления зависит правильное положение и вращение колеса.

Основные собственные дефекты ступицы - деформация фланца, износ посадки подшипника, повреждение шлицев, трещины, коррозия и повреждение колесного крепления. Характерный скоростной гул чаще связан с подшипником, поэтому перед заменой ступицы неисправность необходимо локализовать.

Правило TESMA: ступицу подбирают по VIN/OE с учетом оси, привода, подшипника, шлицев, ABS и конструктивной ревизии. При сборке соблюдают правильную технологию прессования и точные требования производителя/OE к центральному и колесному креплению.