Шаровая опора, как один из самых ответственных узлов подвески, должна выдерживать серьезные нагрузки на нее в процессе эксплуатации автомобиля. Для этого конструктор транспортного средства максимально точно рассчитывает характеристики детали и делегирует ее изготовление производителю, способному выпускать продукцию в полном соответствии с технологическими требованиями. Одним из таких производителей является компания CTR – поставщик широкого спектра автокомпонентов для первичной комплектации автомобилей.

Шаровой шарнир нашел широкое применение в конструкциях подвески современных автомобилей. Принцип его действия очень похож на то, как работает человеческий сустав. Да и конструкция в целом, до известной степени, сходна. Только биологические ткани заменяют технологические элементы из металла и полимеров. Кожа – это своего рода пыльник, хрящ – седло шара, синовиальная жидкость – смазка. Ну, а кости – это и шаровой палец, и корпус опоры.

Сгибаясь, суставы дают нам возможность совершать разнообразные действия: ходить, бегать, прыгать, брать предметы и т. д. Причем в процессе многих из этих действий они поглощают ударные нагрузки, а динамичность и гибкость их выполнения напрямую зависят от физического состояния суставов.

Шаровая опора так же предназначена для обеспечения подвижности, но уже в подвеске транспортного средства. И именно, шаровая конструкция шарнира позволяет ей, с одной стороны легко двигаться в любом направлении (в отличие от жестко закрепленного стержня, имеющего крайне ограниченную степень свободы и передвигающегося только по одной траектории). Тем самым для рычага подвески создается возможность достижения наиболее адекватного и достаточно широкого диапазона перемещений.

С другой стороны, данный узел должен поглощать возникающие ударные нагрузки без повреждений и потери эффективности, поскольку соответствие изначально заданным характеристикам шаровое соединение должно сохранить на протяжении всего срока службы, даже несмотря на то, что функционирует оно в крайне неблагоприятных условиях, при серьезных перепадах температур и, зачастую, повышенной влажности. К тому же  с дороги летит не только грязь (включая особенно едкие противогололедные реагенты), но и камни разного размера, оказывающие как ударное, так и абразивное воздействие.

Для защиты шарнира от негативного внешнего воздействия применяется пыльник. Поэтому и его характеристиками тоже пренебрегать нельзя – слишком многое зависит от этого элемента. Как и от крепления к деталям подвески, которые соединяются друг с другом посредством шаровой опоры. Оно тоже должно выдерживать возникающие нагрузки – вне зависимости от того, каким способом выполнено.

Видите, как много важных обстоятельств сразу вскрывается при оценке роли такой простой с виду шаровой опоры. Вряд ли после этого у кого-либо останутся сомнения в том, что данный узел должен быть изготовлен по технологии «оригинальных» комплектующих. Именно так и производит свои шаровые опоры для рынка запчастей компания CTR, поскольку является не просто поставщиком мировых автомобилестроительных концернов, но и разработчиком компонентов для конвейерной комплектации. Давайте познакомимся с нюансами этих технологий поближе.

Начнем с ключевого элемента – шарового пальца, который должен обладать прочностью и плавностью хода. Только не спешите проверять эту плавность вручную, вряд ли он поддастся человеческой силе, даже очень мощной. Впрочем, результаты подобных тестов не дадут вам полноценное представление о качестве изделия. Все самое главное, как водится, скрыто внутри – в технологиях производства и материалах. 

Для достижения необходимых прочностных характеристик и высокой износостойкости шаровой палец и шар изготавливают из единого куска углеродистой стали методом холодной ковки, с последующей термообработкой. Проточка на токарном станке, о которой зачастую свидетельствует центровочная метка на верхней поверхности пальца, говорит о том, что этот элемент узла выполнен полукустарным методом и априори не может обладать необходимым качеством.

Учтите, что у разных производителей применяется разная технология,  шар и палец могут представлять как единое целое, так и две сваренные между собой заготовки. Наличие сварного шва по границе их соприкосновения не относит палец к низкосортным поделкам. Но только лишь при условии сплошной сварки (сварки трением) по всей плоскости или сварки ТВЧ  обеспечивается надлежащая прочность соединения.

Также следует понимать, что в процессе работы шаровой опоры происходит непрерывное трение между шаром и седлом. Наличие шероховатостей на поверхности шара приведет к повреждению седла и, как следствие, к образованию абразивных частиц и ухудшению рабочих характеристик.

Чтобы этого избежать, разработчики и производители конвейерных комплектующих, к числу которых относится компания CTR, уменьшают шероховатость поверхности шара посредством полировки, делая ее идеально гладкой.

Многих удивляет наличие полимерного вкладыша в седле шара. Кажется, стальное седло без такого вкладыша (или со стальным вкладышем) было бы куда надежнее, обладая большим ресурсом. Однако это совсем не так, поскольку стальное седло шара  подвержено сильному износу. С такой конструкцией чрезвычайно трудно поддерживать низкий начальный крутящий момент и зазор, что приводит к быстрому ухудшению рабочих качеств. Дело в том, что сталь обладает очень высоким коэффициентом трения, поэтому при взаимодействии деталей друг с другом температура значительно поднимается. При этом смазка из пятна контакта, что закономерно, довольно быстро выдавливается.

Компания CTR, как и прочие добросовестные производители, поставляющие свою продукцию на конвейеры, комплектует свои шаровые опоры пластиковыми седлами шара, которые продлевают срок службы седла и всего шарнира. Как показывают тестовые испытания, даже после миллиона рабочих циклов характеристики узла практически не меняются.

Что же это за необычный пластик такой? – удивится читатель. Не удивляйтесь, современные технологии способны на многое. Да, данный полимер действительно обладает поразительными свойствами. Он как искусственный лед – достаточно твердый и скользкий (трение – минимальное) и очень успешно противостоит ударным нагрузкам, не сжимаясь. В результате с течением времени зазор между седлом и шаром, так же как и подвижность конструкции, фактически не изменяется. 

А для обеспечения максимально высокой эффективности шаровой опоры компания CTR создала и применяет специальный смазочный материал. Он действует аналогично традиционной смазке для шаровых опор и вместе с тем обеспечивает более плавное перемещение, наряду с поддержанием низкого момента, даже в сложных условиях, включая пиковые значения температур в положительной и отрицательной областях. Стоит отметить, что внутри седла используется 0,1-0,2 г смазки.

Кроме того, применяется второй смазочный материал, который предотвращает появление коррозии и конденсата. Он вносится под пыльник в количестве  3-5 г.

В качестве крепежного элемента для ответственных узлов и деталей (в том числе и шаровых опор) в соответствии с оригинальными технологиями используется гайка с нейлоновым ободком, обладающая целым рядом преимуществ по сравнению с корончатой гайкой. Ведь смотрите, что происходит. Передвижение автомобиля даже по самой идеальной поверхности неминуемо сопряжено с сильной вибрацией, которой надо противостоять.

Для того чтобы ее хоть как-то нивелировать, применяется множество самых разнообразных технологий, позволяющих создать комфортные условия для водителя и пассажиров, однако на детали подвески идущая от дороги вибрация передается практически в полном объеме. Ее последствия довольно неприятны – от постоянной тряски гайки стремятся открутиться, если их каким-либо способом дополнительно не закрепить.

Последствия дальнейшего развития событий представить немудрено – угроза безопасности самая непосредственная. Чтобы противостоять этой угрозе, как раз и применяются гайки с нейлоновым ободком. Почему? Потому что нейлоновый ободок значительно увеличивает сцепление между гайкой и болтом. В итоге гайки и болты более плотно прилегают друг к другу, позволяя конструкции прослужить значительно дольше, выдержав воздействие вибрации.

На практике это реализуется следующим образом. На конце гайки устанавливается нейлоновый ободок. При ее повороте нейлон заполняет промежутки между нитями резьбы. Гайка затягивается плотнее и приобретает устойчивость к вибрации, так как устраняется зазор. Повреждение болта исключено, так как деформируется только нейлон в гайке.

Кроме того, нейлоновый слой между резьбой гайки и болта устраняе зазор. Это предотвращает попадание внешних загрязнений.

Ну и наконец, гайки с нейлоновым ободком очень просты и удобны в использовании. Их установка не вызывает ни малейших затруднений и выполняется буквально в три действия: установил, закрутил, проверил. Естественно, закрутил с регламентированным производителем транспортного средства моментом затяжки. Опять же в полном соответствии с технологиями «оригинальных» комплектующих.

А что же корончатая гайка, используемая в промышленности с незапамятных времен? С ней не все так однозначно. Окончательная фиксация таких гаек осуществляется за счет шплинтов, вставляемых в отверстие болта и затем разжимаемых для предотвращения ослабления. Соответственно, при монтаже приходится подгонять их положение для шплинтования.

Конечно, у корончатой гайки нет никакой нейлоновой вставки, поэтому в межрезьбовой зазор обязательно попадают различные загрязнения и вещества, в том числе влага. Со временем это вызывает повреждения и коррозию, вплоть до ослабления металла и потери прочности фиксации соединения из-за ржавчины в канавках резьбы.

Гайки с нейлоновым ободком не подвержены всем этим рискам и более долговечны. Они являются самоконтрящимися, не требуя установки других компонентов (таких как шплинты) для финальной фиксации. Именно такие гайки использует компания CTR при комплектации своих шаровых опор.

Для соединений шарового типа очень важно предотвратить загрязнение шарнирной части и попадание влаги внутрь, поскольку это может привести к целому ряду весьма нежелательных последствий. Среди них:

•   Коррозия шарового пальца и шара.

•   Снижение прочности шарового седла.

•   Ухудшение вращения пальца из-за отсутствия смазки.

•   Абразивный износ шарового седла и шара.

•   Снижение смазывающей способности при загрязнении смазки.

В итоге ресурс узла критично снижается, срок службы – заметно сокращается.

Для сохранения ресурса в конструкции шаровой опоры применяют пыльники, защищающие зону шарнира. Компания CTR сама разрабатывает пыльники, имея для этого лучшие профессиональные кадры и специализированное оснащение для высокоточных испытаний предсерийных образцов.

Например, необходимо проверять прочность и герметичность пыльника в условиях низкой/высокой температуры от -40 до +80°С.  Тест выполняется более 12 часов подряд. Или проверять герметичность пыльника – испытание проводится путем орошения зоны контакта пыльника и пальца  при  перемещении пальца в разных направлениях.

Вообще, все это довольно сложный процесс, в котором задействуются самые передовые методики и технологии. В частности, анализ методом конечных элементов, 2d и 3d компьютерное моделирование и т. д. Компания CTR довольно уверенно себя чувствует в этом процессе, благодаря своим технологическим возможностям, в основе которых лежит многолетний опыт и технические знания.  

Они позволяют создавать пыльники, обладающие требуемыми характеристиками герметичности и препятствующие проникновению посторонних веществ даже при максимальных рабочих углах, в любых условиях эксплуатации.Кроме того, пыльники изготовлены из специально созданных материалов на основе натуральных каучуков – для улучшения термо-, влаго- и маслостойкости.

В заключение остается добавить, что детали CTR имеют покрытие, выполненное методом электростатического осаждения. Это покрытие надежно препятствует появлению ржавчины. В отличие от других брендов, которые производят обработку поверхностей для снижения затрат менее эффективными способами, продукция CTR выдерживает более 240 часов при испытаниях в солевом тумане.

Вот так уважаемая южнокорейская компания реализует разработанные ею передовые технологии первичной комплектации при выпуске деталей для постгарантийного рынка запчастей. Это позволяет компании CTR обеспечивать постоянно высокое качество запчастей, поставляемых специализированным организациям послепродажного обслуживания автомобилей. 

Сайт компании https://ctr.co.ru