Автомобиль / Ходовая часть / Ступичный узел / Подшипник ступицы

Подшипник ступицы

Подшипник ступицы, английское каноническое название TESMA Wheel Bearing, - опора качения ступичного узла, которая обеспечивает вращение колеса с минимальным трением и одновременно воспринимает радиальные и осевые нагрузки. В зависимости от конструкции автомобиля подшипник может быть отдельной прессовой деталью, частью ступицы колеса или интегрированным ступично-подшипниковым модулем.

В каноне TESMA также существует базовая страница Подшипник ступицы, посвященная узлу в общей структуре автомобиля. Текущая страница описывает именно каталожную деталь Wheel Bearing: конструктивные варианты, посадочные поверхности, уплотнения, сенсорный элемент ABS, физические дефекты, требования к монтажу и подбору. Это разграничение важно из-за одинакового русского канонического названия двух разных сущностей TESMA.

Главное правило TESMA: гул возле колеса не является автоматическим доказательством неисправности подшипника, а отсутствие заметного люфта не доказывает его исправность. Подшипник может шуметь из-за повреждения дорожек качения еще до появления ощутимого люфта, а похожий гул способны создавать шины, тормозные компоненты и другие вращающиеся узлы.

Для чего нужен подшипник ступицы

Подшипник обеспечивает точное взаимное положение вращающейся ступицы и опорной части подвески.

Основные функции:

обеспечивать свободное вращение колеса;
воспринимать вертикальные нагрузки;
воспринимать боковые силы при повороте;
воспринимать осевые нагрузки;
передавать дорожные и тормозные нагрузки между ступицей и подвеской;
удерживать ступицу в заданном положении;
на части конструкций формировать сигнал ABS через интегрированный энкодер.

Подшипник работает не только под статической массой автомобиля. Его нагрузки постоянно изменяются при разгоне, торможении, прохождении поворотов и движении по неровностям.

Где расположен подшипник

Подшипник находится в центральной части колесного узла.

В зависимости от конструкции он может:

запрессовываться в кулак поворотный;
устанавливаться в отдельный корпус;
располагаться внутри ступицы;
быть встроенным в болтовой ступичный модуль;
работать на цапфе в конструкции с отдельными коническими подшипниками.

Две страницы TESMA с названием «Подшипник ступицы»

В русском каноне TESMA одинаковое название используется для двух разных сущностей:

Подшипник ступицы - базовая страница узла;
Подшипник ступицы на текущей странице - каталожная деталь с сущностью детали.

Английский канон в обоих случаях - Wheel Bearing. Различие определяется не названием, а уровнем структуры базы знаний и назначением страницы.

Подшипник и ступица - не одно и то же

В разборной конструкции ступица колеса является вращающейся силовой деталью, а подшипник обеспечивает ее опору и вращение.

При ремонте проверяют две принципиальные посадки:

наружного кольца в кулаке или корпусе;
внутреннего кольца на ступице или цапфе.

Новый подшипник не восстанавливает изношенную ступицу или разбитое посадочное отверстие.

Подшипник и комплект

Комплект подшипника ступицы может включать сам подшипник, стопорное кольцо, центральную гайку, уплотнение и другие монтажные компоненты.

Текущая страница относится именно к подшипнику как самостоятельной каталожной детали.

Основные типы колесных подшипников

В автомобилях применяются:

двухрядные шариковые подшипники;
двухрядные радиально-упорные конструкции;
конические роликовые подшипники;
закрытые прессовые подшипники;
подшипники с интегрированным фланцем ступицы;
готовые болтовые ступично-подшипниковые модули.

Двухрядный шариковый подшипник

Один из наиболее распространенных вариантов в современных легковых автомобилях. Два ряда тел качения позволяют компактному узлу воспринимать радиальные и осевые нагрузки в обоих направлениях.

Такой подшипник часто:

заполнен заводской смазкой;
закрыт уплотнениями;
не требует периодической регулировки;
не предназначен для разборки;
может содержать магнитный энкодер ABS.

Конические роликовые подшипники

На старых, коммерческих и отдельных специальных конструкциях могут применяться раздельные конические роликовые подшипники.

Некоторые такие узлы предусматривают:

обслуживание;
закладку определенной смазки;
регулировку осевого зазора или преднатяга;
установку шайбы, гайки и стопора.

Их процедуру нельзя переносить на современный нерегулируемый закрытый подшипник.

Закрытый необслуживаемый подшипник

В современном закрытом подшипнике смазка заложена изготовителем и защищена уплотнениями.

Для него не предусматривают произвольные:

разборку;
промывку;
добавление смазки;
регулировку путем дополнительной затяжки центральной гайки.

Ступичный модуль

В готовом модуле подшипник может быть объединен со ступицей, фланцем, корпусом, шпильками и сенсорным элементом ABS.

При замене такого узла отдельная запрессовка подшипника обычно не требуется, но необходимо правильно подготовить опорную поверхность кулака и затянуть крепеж по документации производителя/OE.

Дорожки качения

По точно обработанным дорожкам внутренних и наружных колец движутся шарики или ролики.

Локальное повреждение дорожек может создавать:

гул;
рокот;
шероховатость;
вибрацию;
дальнейшее разрушение поверхности.

Поэтому выраженный шум способен появиться раньше заметного люфта.

Сепаратор

Сепаратор удерживает тела качения в необходимом взаимном положении.

Его повреждение возможно при:

сильном ударе;
перегреве;
недостатке смазки;
коррозии;
ошибке монтажа;
развитом внутреннем износе.

Уплотнения

Уплотнения удерживают заводскую смазку и защищают рабочую зону от воды и абразива.

Их можно повредить:

неправильной оправкой;
острым инструментом;
перекосом;
сильным механическим воздействием;
неправильной установкой соседних деталей.

Подшипник и ABS

На многих современных подшипниках в одно из уплотнений встроен магнитный многополюсный энкодер.

Поэтому внешне похожие детали могут различаться:

наличием энкодера;
стороной его расположения;
сенсорной характеристикой;
совместимостью с ABS конкретного автомобиля.

Ориентация магнитного энкодера

Если энкодер расположен только с одной стороны, она должна быть обращена к датчику скорости колеса.

Неправильная ориентация способна вызвать:

отсутствие сигнала скорости;
нестабильную работу ABS;
DTC;
отключение системы стабилизации;
ошибочную замену исправного датчика.

Сенсорную сторону определяют до запрессовки.

Основные причины износа

естественный ресурсный износ;
сильные удары колесом;
попадание воды;
повреждение уплотнения;
коррозия;
неправильная запрессовка;
изношенная ступица;
поврежденная посадка в кулаке;
неправильное осевое зажатие;
неправильно установленная гайка ступицы;
значительное перегружение колесного узла;
длительная эксплуатация после появления люфта.

Удар колесом в яму

Сильный кратковременный удар передает нагрузку через колесо, ступицу и тела качения.

После такого события подшипник может:

не проявлять симптомов сразу;
постепенно начать гудеть;
получить локальное повреждение дорожки;
работать вместе с деформированной ступицей или кулаком.

Поэтому после серьезного удара проверяют весь колесный узел.

Попадание воды

Вода ухудшает свойства смазки и вызывает коррозию рабочих поверхностей.

Причины попадания:

поврежденное уплотнение;
коррозия;
неправильный монтаж;
повреждение защитных элементов ступичного узла.

Центральное зажатие

На многих современных конструкциях правильная работа подшипникового узла зависит от предусмотренного осевого зажатия центральным креплением.

Недостаточная или чрезмерная затяжка способна нарушить условия его работы.

Момент, угол, состояние резьбы, применение смазки и повторное использование гайки или болта определяются только документацией производителя/OE.

Гул, зависящий от скорости

Типичный поврежденный подшипник часто создает гул или рокот, который усиливается с ростом скорости автомобиля, а не оборотов двигателя.

Водитель может описывать это как:

гул колеса;
низкий рокот;
«шум самолета»;
гул после определенной скорости;
изменение шума в повороте.

Отдельно этот симптом рассмотрен на странице Гул подшипника ступицы.

Изменение шума в поворотах

При плавном повороте перераспределяется боковая нагрузка между левыми и правыми колесами, поэтому подшипниковый шум может изменяться.

Но нельзя использовать универсальное правило, что определенное направление поворота всегда однозначно указывает на противоположный подшипник.

Звук передается по кузову, а реальные нагрузки зависят от конструкции автомобиля.

Люфт колеса

Развитый износ подшипника может вызвать заметный люфт.

Но похожее движение создают:

шаровая опора;
рулевой наконечник;
крепление ступичного модуля;
центральное крепление;
крепление колеса;
другие шарниры подвески.

Поэтому необходимо определить фактическое место взаимного перемещения.

Может ли подшипник гудеть без люфта

Да. Повреждение дорожек может создавать выраженный шум при движении до того, как ручная проверка покажет люфт.

Отсутствие люфта не исключает неисправность.

Шероховатость при вращении

При серьезном повреждении могут ощущаться:

шероховатость;
неравномерное вращение;
хруст;
локальное подклинивание.

Однако контакт тормозных колодок и сопротивление других элементов могут мешать оценке.

Нагрев ступичного узла

Поврежденный подшипник способен нагреваться, но высокая температура ступицы не является специфическим признаком.

Также причиной бывают:

подклинивающий суппорт;
стояночный тормоз;
интенсивное торможение;
другие источники трения.

Ошибки ABS

При встроенном энкодере ошибка ABS может быть связана с:

повреждением сенсорного кольца;
неправильной ориентацией;
большим люфтом;
коррозией посадки датчика;
неправильно подобранным подшипником.

Но DTC не является окончательным диагнозом. Проверяют датчик, проводку, разъем и фактические сигналы скорости колес.

Диагностика подшипника ступицы как детали

Уточнить характер шума.
Проверить его зависимость от скорости автомобиля.
Проверить шины.
Выполнить контрольную поездку.
Оценить изменение шума при плавном боковом нагружении.
Проверить колесное крепление.
Безопасно поднять автомобиль.
Проверить люфт.
Локализовать место перемещения.
Проверить вращение колеса или ступицы.
Сравнить стороны там, где такое сравнение корректно.
Проверить центральное крепление.
Проверить ступицу и кулак.
При DTC выполнить диагностику ABS.
Подтвердить неисправность перед заменой.

Более подробно процедура описана на странице Проверка подшипника ступицы.

Что проверить перед установкой новой детали

посадку наружного кольца;
шейку ступицы;
стопорную канавку;
коррозию;
следы проворачивания колец;
центральное крепление;
шлицы привода;
ABS;
последствия предыдущего ремонта.

Проворачивание наружного кольца

Признаки движения наружного кольца в кулаке:

полированная поверхность;
фреттинг-коррозия;
металлический порошок;
задиры;
ненормально слабая посадка.

Простая установка нового подшипника в серьезно поврежденное отверстие может привести к повторному дефекту.

Проворачивание внутреннего кольца

На ступице могут появиться:

полированная шейка;
уменьшенный посадочный размер;
фреттинг;
задиры;
следы перегрева.

Новый подшипник не восстанавливает изношенную посадочную поверхность.

Запрессовка подшипника

Основное технологическое правило: усилие передают через то кольцо, которое в текущей операции устанавливается с натягом.

При установке наружного кольца в кулак усилие передают через наружное кольцо.

При запрессовке ступицы во внутреннее кольцо соответствующее внутреннее кольцо необходимо правильно поддерживать.

Почему нельзя передавать усилие через тела качения

Сильная монтажная нагрузка через шарики или ролики может создать микровмятины на дорожках.

Результат:

гул сразу после ремонта;
короткий ресурс;
шероховатое вращение;
ускоренное повреждение рабочих поверхностей.

Можно ли забивать подшипник молотком

Неконтролируемая ударная установка способна повредить:

дорожки;
тела качения;
сепаратор;
уплотнения;
магнитный энкодер;
посадку в кулаке.

Используют предусмотренный пресс, съемник или специальный инструмент.

Стопорное кольцо

Если оно предусмотрено, кольцо должно полностью войти в чистую и исправную канавку.

Проверяют:

коррозию;
деформацию канавки;
соответствие кольца;
полную посадку.

Центральная гайка или болт

После сборки центральное крепление затягивают по точной процедуре производителя/OE.

Проверяют:

правильность гайки ступицы или болта;
момент;
угол доворота;
состояние резьбы;
сухое или смазанное состояние резьбы;
одноразовость крепежа;
кернение, шплинт или другой стопор.

Нужно ли добавлять смазку

В современный закрытый подшипник дополнительную смазку без требования производителя не добавляют.

Не следует:

снимать заводские уплотнения;
промывать подшипник;
заполнять его другой смазкой;
смешивать неизвестные материалы.

Для обслуживаемых конических подшипников действуют другие правила.

Нужно ли менять подшипники парами

Универсального требования нет.

При неисправности одного подшипника противоположную сторону проверяют, но исправную деталь не обязательно менять только из-за одинакового возраста.

Нужно ли делать развал-схождение после замены

Не автоматически после каждой операции.

Проверка геометрии нужна или целесообразна, если:

разъединялись геометрически значимые элементы подвески;
снимался или менялся поворотный кулак;
ремонт выполнялся после сильного удара;
изменилось положение руля;
есть увод или неравномерный износ шин;
этого требует процедура производителя/OE.

Что проверить после замены

стопорное кольцо;
положение подшипника;
ориентацию ABS-энкодера;
плавность вращения;
люфт;
центральное крепление;
крепление колеса;
отсутствие контакта тормозного щитка;
работу ABS;
отсутствие нового гула;
результат контрольной поездки.

Подбор подшипника ступицы

Подбор только по измеренным диаметрам ненадежен.

Учитывают:

VIN;
OE-номер;
марку и модель;
дату производства;
переднюю или заднюю ось;
сторону, если она имеет значение;
тип привода;
конструкцию ступицы;
тип кулака или корпуса;
внутренний диаметр;
наружный диаметр;
ширину;
конструкцию подшипника;
наличие ABS;
сторону энкодера;
техническую ревизию.

Почему одинаковых размеров недостаточно

Подшипники одинаковых геометрических размеров могут иметь разные:

внутренние конструкции;
нагрузочные характеристики;
уплотнения;
магнитные энкодеры;
сенсорные параметры;
условия осевого зажатия;
точную применяемость.

Подшипник или комплект

Если при ремонте одновременно требуются стопорное кольцо, новая центральная гайка, уплотнения или другие монтажные компоненты, можно использовать Комплект подшипника ступицы.

Комплектность конкретного артикула всегда проверяют до разборки автомобиля.

Пять практических случаев

Случай 1 - гул есть, люфта нет

Диагностика подтвердила повреждение дорожек качения.

Вывод: отсутствие люфта не исключает неисправный подшипник.

Случай 2 - новый подшипник быстро загудел

При установке ступицы монтажное усилие прошло через тела качения.

Вывод: новую качественную деталь можно повредить непосредственно при монтаже.

Случай 3 - после замены снова появился люфт

Причиной оказалась изношенная посадочная шейка старой ступицы.

Вывод: при повторной неисправности проверяют все посадочные поверхности.

Случай 4 - после ремонта появилась ошибка ABS

Подшипник был установлен магнитным энкодером в противоположную от датчика сторону.

Вывод: сенсорную сторону проверяют до запрессовки.

Случай 5 - подозревали подшипник, но гудела шина

Сравнительный дорожный тест показал зависимость шума от рисунка износа протектора.

Вывод: шум нужно локализовать до покупки деталей.

25 типичных ошибок

Менять подшипник только из-за общего гула.
Считать отсутствие люфта доказательством исправности.
Определять сторону только по изменению шума в повороте.
Не проверять шины.
Путать подшипник со всем ступичным узлом.
Не проверять ступицу.
Не проверять посадку в кулаке.
Ставить новый подшипник в разбитое отверстие.
Оставлять изношенную ступицу со следами проворачивания кольца.
Передавать прессовое усилие через шарики или ролики.
Забивать подшипник сильными ударами.
Повреждать уплотнения оправкой.
Не проверять сторону ABS-энкодера.
Повреждать магнитное кольцо инструментом.
Не очищать стопорную канавку.
Неполностью устанавливать стопорное кольцо.
Повторно использовать одноразовую гайку вопреки процедуре.
Использовать универсальный момент центральной гайки.
Пытаться регулировать нерегулируемый подшипник подтягиванием.
Добавлять смазку в закрытый подшипник.
Промывать новый герметичный подшипник.
Подбирать только по размерам.
Не учитывать ABS.
Автоматически менять оба подшипника без оценки второй стороны.
Не выполнять контроль после ремонта.

Когда эксплуатацию нужно прекратить

есть значительный люфт;
слышен сильный механический грохот;
подшипник подклинивает;
ступичный узел сильно перегревается без объяснения тормозами;
ступица имеет ненормальное перемещение;
разрушена посадка;
повреждено центральное крепление;
существует риск нарушения положения или фиксации колеса.

Безопасность

Автомобиль перед работой надежно фиксируют.
Не работают под автомобилем, удерживаемым только домкратом.
Прессовые операции выполняют правильными оправками и опорами.
Не находятся на линии возможного выброса детали.
Не передают монтажное усилие через тела качения.
Не повреждают датчик и сенсорную поверхность ABS.
Центральное и колесное крепление затягивают по документации производителя/OE.

Товарные группы TESMA

Подшипник ступицы - колесные подшипники, комплекты и ступичные решения.
Ступица - отдельные ступицы и готовые ступичные модули.
Комплектующие ступицы - монтажные и сопутствующие элементы ступичного узла.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще почитать по этой теме

FAQ - подшипник ступицы

Что такое подшипник ступицы?

Это опора качения ступичного узла, обеспечивающая вращение колеса и воспринимающая радиальные и осевые нагрузки.

Как называется подшипник ступицы по-английски?

Каноническое английское название TESMA - Wheel Bearing.

Почему в TESMA две страницы с названием «Подшипник ступицы»?

Одна является базовой страницей узла, вторая - текущая - страницей каталожной детали. В украинском каноне они называются «Підшипник маточини» и «Підшипник колісний».

Подшипник и ступица - одна деталь?

В разборной конструкции нет. В готовом ступичном модуле они могут быть объединены.

Какие нагрузки воспринимает подшипник?

Радиальные, осевые и комбинированные нагрузки от массы автомобиля, поворотов, торможения и дорожных ударов.

Какой главный симптом износа?

Часто это гул или рокот, усиливающийся со скоростью, но диагноз требует подтверждения.

Всегда ли гудящий подшипник имеет люфт?

Нет. Поврежденные дорожки могут шуметь без заметного ручного люфта.

Всегда ли люфт означает неисправный подшипник?

Нет. Люфт возможен в шарнирах подвески, рулевом приводе и креплениях.

Можно ли точно определить сторону по повороту?

Изменение гула в повороте является полезной подсказкой, но не абсолютным правилом.

Почему гул усиливается со скоростью?

С ростом частоты вращения поврежденные рабочие поверхности чаще взаимодействуют с телами качения.

Зависит ли такой гул от оборотов двигателя?

Типичный колесный подшипниковый шум связан прежде всего со скоростью вращения колеса.

Могут ли шины гудеть как подшипник?

Да. Неравномерный износ протектора способен создавать очень похожий шум.

Может ли подшипник перегреваться?

Да, но высокую температуру ступицы также могут вызывать тормоза.

Может ли подшипник вызвать ошибку ABS?

Может при повреждении интегрированного энкодера или значительном люфте, но DTC не является окончательным диагнозом.

Что такое магнитный энкодер?

Это сенсорное кольцо с магнитными полюсами, которое используется датчиком скорости колеса.

Важно ли, какой стороной устанавливать подшипник?

Да, если ABS-энкодер расположен только с одной стороны.

Что произойдет при неправильной ориентации?

Датчик ABS может не получать корректный сигнал.

Нужно ли добавлять смазку?

В современный закрытый подшипник произвольно смазку не добавляют.

Можно ли промывать новый подшипник?

Закрытый заводской подшипник без предусмотренной процедуры не промывают.

Можно ли забивать подшипник молотком?

Неконтролируемые удары могут повредить дорожки, уплотнения и ABS-энкодер.

Через какое кольцо выполняют запрессовку?

Усилие передают через кольцо, которое в данной операции устанавливается с натягом.

Почему нельзя прессовать через шарики?

Большая монтажная нагрузка способна создать повреждения рабочих дорожек.

Почему новый подшипник быстро загудел?

Проверяют монтаж, ступицу, посадку в кулаке, центральное крепление и соответствие детали.

Можно ли установить подшипник в разбитый кулак?

Не следует, если посадка не соответствует допустимому состоянию.

Нужно ли проверять ступицу?

Да. Изношенная шейка ступицы может быстро повредить новый подшипник.

Нужно ли менять гайку ступицы?

Если производитель определяет ее как одноразовую, устанавливают новую.

Какой момент затяжки центральной гайки?

Универсального значения нет. Используют данные производителя/OE.

Можно ли финально затянуть гайковертом?

Гайковерт не заменяет точный контроль момента и угла, когда они предусмотрены процедурой.

Нужно ли менять подшипники парами?

Нет универсального требования. Вторую сторону проверяют и заменяют по состоянию.

Нужно ли делать развал-схождение после замены?

Не автоматически. Это зависит от конструкции и от того, какие соединения подвески были разъединены.

Как подобрать подшипник?

По VIN/OE, оси, конструкции ступичного узла, размерам, ABS и технической ревизии.

Достаточно ли знать внутренний и наружный диаметр?

Нет. Одинаковые размеры не гарантируют одинаковую конструкцию или совместимость с ABS.

Когда движение нужно прекратить?

При значительном люфте, сильном механическом грохоте, заклинивании, критическом перегреве или риске нарушения фиксации колеса.

Какое главное правило TESMA?

Подшипник ступицы не заменяют только по общему гулу. Сначала подтверждают источник шума, проверяют люфт, ступицу, посадки, центральное крепление и ABS, а новую деталь подбирают по VIN/OE.

Вывод

Подшипник ступицы, или Wheel Bearing, является основной опорой вращения колеса. Он работает под комбинированными радиальными и осевыми нагрузками, а в современных автомобилях может также содержать сенсорный элемент ABS.

Типичные проявления неисправности - гул со скоростью, шероховатость, люфт и в отдельных случаях перегрев или ошибки ABS. Эти признаки необходимо отличать от шума шин, тормозов, повреждений ступицы и люфтов других деталей ходовой части.

Правило TESMA: ресурс нового подшипника зависит не только от качества запчасти, но и от состояния ступицы и кулака, правильного направления прессового усилия, ориентации ABS-энкодера и точного осевого зажатия. Подбор выполняют по VIN/OE и конструктивной ревизии конкретного автомобиля.