Що таке цапфа?

Капа

Цапфа - це частина валу та вал у зборі, на якому розміщений підшипник, або кілька підшипників. Поворотний кулак встановлюється як на передню, так і задню вісь. Існує безліч виконань цапфи залежно від типу підвіски, застосовуються різні сплави. Далі розглянемо поворотний кулак з усіх боків.

Склад стали цапфи

Так як цапфа постійно знаходиться під великим навантаженням, навіть коли машина стоїть, вона має виготовлятися з максимально якісного та міцного матеріалу. Для виготовлення цієї деталі не можна використати чавун, тому що цей метал хоч і міцний, але він крихкий. Цапфи виготовляються із сталі типу 35ХГСА методом лиття.

Така сталь складається з:

• Вуглецю. Цей елемент забезпечує сплав заліза властивості сталі, а міцність забезпечується після термічної обробки.
• Сірки та фосфору. Їхня кількість суворо контролюється, тому що їх надлишок робить сталь крихкою на морозах.
• Кремнію та марганцю. Вони спеціально додаються до металу під час плавки і грають роль розкислювача. На додачу, вони забезпечують деяку нейтралізацію сірки.

Деякі типи поворотних кулаків виготовляються із високолегованої або вуглецевої сталі. У такому випадку деталь міцніша, має збільшений робочий ресурс, що позитивно позначається на безпеці автомобіля, що експлуатується в жорстких умовах. Нестача легованої або вуглецевої сталі у її високій вартості, тому сталь марки 35 ХГСА має достатню міцність (завдяки термічній обробці).

пристрій цапфи

Найчастіше цапфа виготовляється з легованої сталі, чавуну і алюмінію. Головною вимогою до виробу є міцність і здатність витримувати ударні навантаження. Особливість поворотних куркулів, крім алюмінієвого, при пошкодженні вони лопаються, а значить не піддаються ремонту.

Поворотний кулак ділиться на три категорії:

• для передньої осі незалежної підвіски;
• для задньої осі напівзалежної підвіски;
• для задньої осі незалежної підвіски.

передня вісь

Цапфою тут називають поворотним кулаком за можливість повертання коліс. Кулак має вісь для конічних підшипників або отвори під маточинний вузол. Кріпиться до підвіски за рахунок кульових опор важелів:

• на двохважелем підвісці (ВАЗ 2101-2123, "Москвич") цапфа кріпиться до двох важелів через нижню і верхню кульову опору;
• на підвісці типу Макферсон нижня частина кулака кріпиться через кульову до важеля, верхня частина передбачає кріплення до амортизатора, який тримається за рахунок опори на кузовному склянці.

Крім іншого, на цапфі передбачені отвори або сошки під кріплення рульового наконечника, за рахунок чого колеса здатні повертати при зусиллі на кермо.

задня вісь

Кулак задньої підвіски має різні модифікації:

• для балки (напівзалежна підвіска) цапфа має кілька отворів для кріплення до балки, вісь під маточинний вузол, а також різьблення для кріплення підшипника. Цапфа кріпиться до балки, ступичний вузол випрессовивается на вісь цапфи, після затискається центральною гайкою;
• для незалежної підвіски передбачена цапфа аналогічної конструкції, що і в передній підвісці. До кулаку кріпиться один або кілька важелів, також є модифікації (алюмінієва цапфа), де в кулак випрессовивается плаваючий сайлентблок. Найчастіше в задній кулак підшипник НЕ випрессовивается, замість це 4 або 5 болтами кріпиться маточинний вузол.

Термін служби цапфи і причини поломки

Термін служби поворотного кулака розрахований на всю експлуатацію авто. Вихід з ладу цапфи може бути в декількох випадках:

• ДТП, коли при сильному ударі відбувається деформація підвіски і розлом кулака;
• потрапляння в глибоку яму на високій швидкості, для алюмінієвих куркулів призводить до їх деформації, а значить неможливості стабілізувати розвал-сходження коліс;
• знос посадкового місця під ступичний підшипник, виникає внаслідок тривалої їзди з незатянутой ступичні гайкою, а також з-за експлуатації авто з несправним підшипником (сильний люфт створює сильне тертя і вібрацію).

Вкрай рідко виникають ситуації, коли виникає вироблення в посадочних місцях під палець рульового наконечника і кульової опори. В даному випадку сильна затягування не допомагає, шарніри все одно бовтаються в "вухах" кулака, експлуатація авто при цьому заборонена.

ознаки несправностей

На стан поворотного кулака слід звернути увагу, якщо:

• При повороті з'явився стукіт, що долинав від колеса;
• У маточини колеса з'явився люфт;
• Під час їзди навіть по незначних ямках виразно чути стукіт.

З появою таких симптомів краще якнайшвидше звернутися на сервіс для діагностики. Щоб виявити неполадки саме з цапфою, цей вузол потрібно розібрати (демонтувати всі елементи систем, закріплені на кулаку). Деякі несправності (збільшене локальне зношування) можна визначити візуально.

Як замінити?

Заміна цапфи – трудомісткий процес. Розглянемо кілька варіантів.

передній кулак

Для заміни кулака потрібно відразу ж замінити ступичні підшипники або вузол в зборі. Перед демонтажем необхідно відразу зірвати центральну гайку маточини (потрібно довге плече), а також зірвати гайки кріплення кульових опори, рульового наконечника. Після колесо вивішується, знімається. Першим роз'єднується наконечник рульової тяги, за рахунок цього цапфа буде вільно обертатися. Далі демонтується кульова опора (якщо привід передній, то знімається амортизатор) і кулак знятий. Важливо заздалегідь обробити з'єднання "рідким ключем", так як болти і гайки підвіски часто піддаються корозії. Монтаж цапфи проводиться в зворотному порядку.

задній кулак

Якщо підвіска незалежна, то принцип демонтажно-монтажних робіт однаковий. Для цапфи напівзалежної балки досить зняти колесо, після відкрутити 4 болта, якими кріпиться кулак. Якщо ви залишаєте стару маточину, її слід випрессовать, але це можливо за наявності трехлапая знімача або гідравлічного преса. При установці нової цапфи болти кріплення повинні бути новими, обов'язково оброблені мідної мастилом. 

Після монтажу нового кулака обов'язково відрегулюйте підшипники, а також забезпечте маточинний вузол достатньою кількістю мастила. 

Відео на тему

Ось коротке відео, в якому на прикладі Dacia Logan показано, як змінюється цапфа:

Заміна цапфи (поворотний кулак) Renault Logan

Питання та відповіді:

Для чого потрібна цапфа? На нерухомих осях цапфа забезпечує фіксацію опорного підшипника і валу, щоб навантаження на вісь була мінімальною. На передніх колесах ця деталь поєднує в собі елементи ходової частини, підвіски і гальмівної системи. В такому випадку цапфа (або поворотний кулак) дозволяє одночасно міцно зафіксувати опорний підшипник маточини і разом з тим не перешкоджає повороту коліс.

Що таке цапфа маточини? Це частина осі, на якій встановлений опорний підшипник. На нього запресовується маточина, до якої прикручується колесо. На задній нерухомої осі цей елемент міцно зафіксований в нерухомому стані. У разі передніх коліс цапфа називається поворотним кулаком, який має дещо іншу конструкцію.