Zostava predného náboja je kompletná rotačná jednotka v strede každého predného kolesa, ktorá pripevňuje koleso k otočnému kĺbu riadenia vozidla, podporuje hmotnosť vozidla v tomto rohu a umožňuje kolesu voľne sa otáčať na pevnej osi, pričom súčasne umožňuje otáčaniu celej zostavy doľava a doprava pri riadení. Na moderných vozidlách je zostava náboja predného kolesa takmer vždy utesnená, zjednotená súčasť – jediná skrutkovaná jednotka, ktorá kombinuje ložisko kolesa, prírubu náboja, kde sú nainštalované čapy kolesa, a integrovaný tónovací krúžok ABS, všetko vopred zmontované a namazané, aby sa eliminovala potreba servisu samotného ložiska v teréne. Keď sa vnútro ložiska opotrebuje, celý predný náboj a zostava ložiska sa vymenia ako jeden kus.
Čo robí zostavu predného náboja mechanicky náročnejšou ako jeho zadný náprotivok, je kombinácia síl, ktoré musí zvládnuť súčasne. Okrem podpory vertikálneho zaťaženia spôsobeného hmotnosťou vozidla a horizontálneho axiálneho zaťaženia z prejazdu zákrutami musí zostava ložiska predného náboja pojať aj čap riadenia – čo znamená, že neustále pracuje v rôznych uhloch vzhľadom na stredovú os kĺbu, keď vodič otáča kolesom. Na vozidlách s predným náhonom prenáša zostava náboja prednej nápravy tiež krútiaci moment motora z hriadeľa CV nápravy na hnacie koleso, čím sa ku všetkému ostatnému pridáva torzné zaťaženie. Toto prostredie viacosového zaťaženia je dôvodom, prečo sú ložiskové zostavy nábojov predných kolies často o niečo robustnejšie v konštrukcii ako zadné jednotky na tom istom vozidle a prečo vodič okamžite pociťuje následky ich zlyhania – vrátane vplyvu na presnosť riadenia, brzdný výkon a funkciu ABS.
The zostava predného náboja Zvonku vyzerá ako jednoduchý kotúč, ale jeho vnútorná konštrukcia je navrhnutá presne tak, aby zvládala viacero súčasných smerov zaťaženia. Pochopenie toho, čo je vo vnútri, objasňuje, prečo komponent zlyhá tak, ako zlyhá, a prečo nie je možné vyjednávať o správnej inštalácii pre dosiahnutie plnej životnosti.
Ložisko v modernej zostave náboja predného kolesa je takmer univerzálne dvojradové guľôčkové ložisko s kosouhlým stykom – konfigurácia, ktorá zvláda radiálne zaťaženie (tlačná hmotnosť vozidla), axiálne zaťaženie v oboch smeroch (bočné sily v zákrutách z oboch strán) a momentové zaťaženia (ohybové sily vznikajúce počas riadenia) v kompaktnom utesnenom balení. Dvojradové usporiadanie znamená, že dva krúžky guľôčok pracujú vedľa seba s protiľahlými kontaktnými uhlami, zdieľajú medzi sebou zaťaženia a prirodzene vyvažujú ložisko proti axiálnemu tlaku z oboch smerov. Celá zostava je utesnená okrajovými tesneniami s nízkym trením na oboch stranách, ktoré uchovávajú továrensky balené syntetické mazivo počas životnosti ložiska a vylučujú cestné nečistoty – vodu, soľ, špinu a brzdový prach – ktoré by inak rýchlo znehodnotili povrchy ložísk.
Príruba náboja je montážna plocha obrátená smerom von, kde sedí brzdový rotor a koleso. Do tejto príruby sú zalisované čapy kolesa – závitové kolíky, na ktoré sa utiahnu matice. Hádzanie čela príruby, merané ako celkové indikované hádzanie (TIR) vzhľadom na os otáčania ložiska, priamo určuje, či vozidlo bude trpieť bočným hádzaním kolesa a brzdového rotora. Kvalitné zostavy predného náboja sa vyrábajú s veľmi tesnými toleranciami hádzania, zvyčajne pod 0,002 palca TIR, pretože aj malé množstvo hádzania príruby sa zosilňuje cez brzdový rotor do pedálovej pulzácie, ktorá pôsobí ako zdeformované rotory, aj keď sú samotné rotory dokonale ploché. To je dôvod, prečo výmena chybnej zostavy náboja predného kolesa za nekvalitný diel môže mať za následok sťažnosť na vibrácie, ktorá nasleduje po oprave.
Do alebo na zostavu náboja prednej nápravy je integrovaný tónový krúžok – presne opracovaný krúžok s rovnomerne rozmiestnenými zubami alebo magnetickými pólmi, ktoré snímač rýchlosti kolesa ABS sníma pri otáčaní náboja. Tento signál je základom ABS, trakčnej kontroly, elektronickej kontroly stability a na moderných vozidlách aj vektorovania krútiaceho momentu a pokročilých asistenčných systémov vodiča. Presnosť signálu rýchlosti závisí od rovnomerného rozstupu zubov a od toho, či vzduchová medzera medzi snímačom a prstencom zostáva konzistentná. Opotrebenie ložiska, ktoré umožňuje radiálnu vôľu v zostave ložiska predného náboja, mení túto vzduchovú medzeru pri každom otočení kolesa a vytvára hlučný, nekonzistentný signál snímača, ktorý spúšťa chybové kódy a deaktivuje bezpečnostné systémy skôr, ako samotné ložisko dosiahne katastrofickú poruchu.
Zlyhanie zostavy ložiska predného náboja je progresívne – vyvíja sa tisíce kilometrov a ohlasuje sa prostredníctvom sledu symptómov, ktorých závažnosť sa stupňuje. Včasná identifikácia problému a jeho riešenie zabráni tomu, aby sa situácia posunula do režimu zlyhania kritického z hľadiska bezpečnosti.
Charakteristickým príznakom opotrebovaného ložiska náboja predného kolesa je nízkofrekvenčné bzučanie alebo vrčanie, ktoré stúpa a klesá priamo s rýchlosťou vozidla, bez ohľadu na to, čo robí motor. Hluk pochádza z opotrebovaných povrchov ložísk – keď sa guľôčky odvaľujú cez mikro-jamky a odlupujú sa na ložiskových dráhach, vytvárajú vibrácie, ktoré náboj a kĺb prenášajú do podvozku a kabíny ako počuteľný zvuk. V počiatočných fázach to môže byť viditeľné iba pri rýchlosti nad 45 mph na hladkej vozovke. Keď sa ložisko zhorší, hluk sa prejaví pri nižších rýchlostiach a vo viacerých jazdných podmienkach. Uskutočnenie bočného vybočenia na tichej ceste – jemné presúvanie hmotnosti vozidla zo strany na stranu – presunie zaťaženie medzi predné ložiská: ak sa hluk zvýši, keď hmotnosť zaťažuje pravú stranu (vybočenie doľava) a zníži sa, keď hmotnosť zaťaží ľavú stranu, zostava pravého predného náboja zlyhá. Opačný vzor označuje ľavú stranu.
Pretože zostava predného náboja je priamo spojená cez otočný čap riadenia s tyčou riadenia, vibrácie generované ložiskami sa prenášajú do volantu ľahšie vpredu ako vzadu. Opotrebená zostava ložiska predného náboja môže spôsobovať chvenie alebo bzučanie volantu, ktoré sa objavuje pri určitých rýchlostiach alebo v širšom rozsahu otáčok, ako sa opotrebenie zvyšuje. Tento príznak sa prekrýva s niekoľkými ďalšími možnými príčinami – nevyváženosť pneumatík, hádzanie kolies a opotrebované konce spojovacích tyčí medzi nimi – čo znamená, že vibrácie ložísk predného náboja treba odlíšiť od týchto iných zdrojov starostlivou kontrolou a nie predpokladať. Ak je však podložka sprevádzaná akýmkoľvek počuteľným zvukom alebo vôľou zistenou pri teste kolesa-rock, diagnostika výmeny predného náboja sa stáva oveľa istejšou.
Zostava náboja predného kolesa, ktorá má vyvinutú vôľu ložísk dostatočnú na generovanie nepravidelných signálov snímača rýchlosti kolesa, nastaví chybové kódy v ABS a moduloch riadenia stability skôr, ako sa mechanické príznaky zhoršia. Výstražná kontrolka ABS, kontrolka trakcie a kontrolka kontroly stability sa môžu rozsvietiť jednotlivo alebo v kombinácii v závislosti od konštrukcie systémov vozidla. Diagnostické skenovanie, ktoré identifikuje poruchu snímača rýchlosti kolesa v konkrétnom rohu – bez akéhokoľvek poškodenia kabeláže alebo problému s konektorom na samotnom snímači – silne naznačuje zostavu náboja prednej nápravy v tomto rohu ako hlavnú príčinu. Výmena zostavy náboja eliminuje mechanický zdroj nepravidelného signálu a výstražné svetlá by sa mali po krátkej jazde samovoľne zhasnúť, keď sa obnovia konzistentné hodnoty snímačov.
V pokročilejších štádiách zlyhania zostava ložiska predného náboja vyvíja merateľné mechanické vôle. Uchopenie pneumatiky v polohe 12 a 6 hodín a pokus o rozkývanie odhalí axiálnu vôľu v ložisku; uchopenie na 3. a 9. hodine testuje radiálnu vôľu. Akákoľvek zistiteľná vôľa na prednom kolese – najmä na riadenej náprave – je vážnym bezpečnostným problémom, ktorý si vyžaduje rýchlu opravu. Okrem hluku a vibrácií, ktoré vytvára, môže predné ložisko so značnou vôľou ovplyvniť geometriu riadenia a vniesť nepredvídateľnosť do ovládania vozidla počas núdzových manévrov. Predné koleso, ktoré sa počas jazdy dostalo do štádia viditeľného kolísania, predstavuje bezprostredné riziko zlyhania a nemalo by sa s ním jazdiť, kým sa nedokončí výmena predného náboja.
Väčšina zostáv predných nábojov a ložísk je navrhnutá tak, aby vydržali 80 000 až 150 000 míľ za normálnych podmienok, ale životnosť v reálnom svete sa dramaticky líši. Identifikácia toho, čo skracuje životnosť ložísk, pomáha predchádzať opakovaným poruchám po výmene zostavy predného náboja.
| Príčina | Mechanizmus poškodenia | Ako zmierniť |
| Nárazy na výmoly a obrubníky | Brinelling — náhle preťaženie poškodí ložiská a vytvorí drsné valivé povrchy | Vyhnite sa agresívnym nárazom na obrubníky; skontrolujte po akomkoľvek tvrdom náraze |
| Porucha tesnenia a prenikanie vlhkosti | Voda a soľ znečisťujú mastnotu, korodujú drážky, urýchľujú odlupovanie pri únave | Používajte kvalitné náboje s utesnenými ložiskami; vyhýbajte sa dlhotrvajúcim prechodom hlbokou vodou |
| Nesprávny montážny moment | Nadmerný krútiaci moment zrúti vnútornú vôľu; nízky krútiaci moment spôsobuje koróziu oderu na montážnych plochách | Na presné špecifikácie vozidla vždy používajte kalibrovaný momentový kľúč |
| Popredajné kolesá s nesprávnym odsadením | Zvýšený moment ramena na ložisku v dôsledku zmeny odsadenia kolesa zvyšuje zaťaženie ložiska | Vyrovnajte továrenský offset kolies alebo zostaňte v prijateľnom rozsahu výrobcu |
| Inštalácia rozpery kolies | Dištančné vložky posúvajú koleso smerom von, čím sa znásobuje ohybové napätie v ložisku | Vyhnite sa dištančným vložkám; ak chcete rozšíriť rozchod, použite kolesá so správnym odsadením |
| Opotrebované alebo nesprávne zarovnané komponenty zavesenia | Nadmerný odklon alebo špička nerovnomerne zaťažujú ložisko, čím sa zrýchľuje jednostranná únava z pretekov | Vykonajte zarovnanie kolies a skontrolujte všetky komponenty zavesenia pri výmene náboja |
Jednou z príčin, ktoré si zaslúžia osobitnú pozornosť, je kombinácia opotrebovanej geometrie zavesenia a novej inštalácie náboja. Montáž čerstvej zostavy ložiska predného náboja na vozidlo s výrazne neštandardným odklonom – spôsobeným opotrebovanými puzdrami ramena nápravy, ohnutou vzperou alebo predchádzajúcou kolíziou – vystavuje nové ložisko rovnakému nerovnomernému zaťaženiu, ktoré pravdepodobne prispelo k zlyhaniu starého. Vykonanie kontroly geometrie štyroch kolies a kontrola všetkých okolitých komponentov odpruženia v čase výmeny predného náboja nie je predajom – ide o správny štandard starostlivosti, ktorý chráni životnosť nového náboja.
Test bočného vychýlenia a test kolesa-rock opísaný v časti s príznakmi poskytujú silný dôkaz o smerovaní, ale dôkladná diagnostika pred zakúpením výmeny zostavy náboja predného kolesa vylučuje ďalšie komponenty, ktoré môžu napodobňovať príznaky ložiska a potvrdzuje, ktorý roh si skutočne vyžaduje pozornosť.
Výmena predného náboja je u väčšiny vozidiel s predným a zadným náhonom jednoduchá práca s primeranými nástrojmi a dôkladnou pozornosťou k špecifikáciám krútiaceho momentu. Zostavy predného náboja s pohonom všetkých štyroch kolies pridávajú určitú zložitosť okolo uzamykacieho náboja alebo hardvéru konštantnej nápravy pohonu všetkých štyroch kolies, ale základný postup je rovnaký. Tu je to, čo práca zahŕňa od začiatku do konca.
Pred zdvihnutím vozidla uvoľnite matice na príslušnom kolese, kým je ešte na zemi. Na vozidlách s predným náhonom musí byť tiež uvoľnená veľká matica nápravy v strede náboja – zvyčajne 30 mm až 36 mm, utiahnutá od 150 do 250 ft-lbs – keď hmotnosť vozidla drží náboj v pokoji; pokus o uvoľnenie tejto matice s vozidlom na podstavcoch je zvyčajne neúspešný bez špeciálneho nástroja na uchytenie náboja. Majte kalibrovaný momentový kľúč, ktorý pokrýva celý rozsah od skrutiek konzoly strmeňa (zvyčajne 80 – 120 ft-lbs) cez krútiaci moment matice nápravy, sťahovák náboja schopný vytiahnuť náboj, ktorý sa zadrel do otvoru pre kĺb, drôtenú kefu a prenikajúci olej na prípravu otvoru pre kĺb a zmes proti zadretiu na montáž vonkajšieho priemeru náboja.
Po bezpečnom zdvihnutí a podopretí vozidla na podstavcoch vyberte koleso a odložte ho nabok. Odstráňte strmeň brzdy odskrutkovaním držiaka strmeňa – nenechajte strmeň visieť za brzdovú hadičku; podoprite ho drôteným hákom z telesa pružiny alebo coiloveru. Vysuňte brzdový rotor z čela náboja. Na vozidlách s pohonom predných kolies a AWD odstráňte maticu nápravy, ktorá zaisťuje hriadeľ CV nápravy v otvore náboja a zatlačte hriadeľ nápravy dovnútra, aby ste ho odpojili od drážok náboja. Odpojte konektor snímača rýchlosti kolesa, pričom si všimnite smerovanie káblového zväzku, aby ho bolo možné znova nainštalovať rovnakou cestou bez rizika odierania o pohyblivé časti.
Zostava náboja predného kolesa sa montuje na kĺb riadenia pomocou zvyčajne troch alebo štyroch skrutiek, ktoré sú prístupné spoza kĺbu. Tieto skrutky sú často silne skorodované na vozidlách s významným počtom najazdených kilometrov a penetračný olej aplikovaný v predstihu značne uľahčuje ich odstránenie. Keď sú všetky montážne skrutky odstránené, telo náboja by sa malo ručne vytiahnuť z otvoru kĺbu na novšom vozidle s nízkym počtom najazdených kilometrov. Na každom vozidle s viac ako piatimi alebo šiestimi rokmi vystavenia cestnej soli bude vonkajší priemer náboja takmer určite zaseknutý v otvore kĺbu koróziou, čo si vyžaduje špeciálny sťahovák náboja na vytiahnutie. Nikdy nepoužívajte hriadeľ nápravy ako unášač na vyrazenie náboja – to poškodí kĺb CV a potenciálne aj povrch vŕtania kĺbu.
Po odstránení starej zostavy predného náboja dôkladne vyčistite vývrt kĺbu pomocou drôtenej kefy a rozpúšťadla. Skontrolujte povrch otvoru, či neobsahuje vyvýšené korózne výstupky, ryhy alebo deformácie – všetky vyvýšené miesta opilujte, kým sa nový náboj nezasunie rukou do otvoru bez použitia sily. Pred vložením naneste na vonkajší priemer náboja tenkú rovnomernú vrstvu prípravku proti zadieraniu. Zaveďte zostavu nového predného náboja a ložiska do otvoru rovno, všetky montážne skrutky začnite rukou pred dotiahnutím ktorejkoľvek z nich a potom ich dotiahnite krížovým momentom podľa špecifikácií výrobcu vozidla. Na poháňané nápravy nainštalujte novú maticu nápravy – vždy vymeňte maticu nápravy, nikdy znova nepoužívajte starú – a utiahnite ju podľa špecifikácií výrobcu. Znova nainštalujte brzdový rotor, strmeň, konektor snímača rýchlosti kolesa a koleso, pričom utiahnite každý upevňovací prvok na jeho špecifikovanú hodnotu.
Trh s náhradnými dielmi pre zostavy nábojov predných kolies zahŕňa široký rozsah kvality a správny výber priamo určuje, ako dlho bude oprava trvať. Nasledujúce kritériá oddeľujú spoľahlivé náhradné rozbočovače od problematických:
Práca nekončí dotiahnutím poslednej skrutky. Niekoľko následných krokov po výmene zostavy ložiska predného náboja overí, či bola inštalácia úspešná a vytvorí podmienky, aby nový náboj dosiahol svoju plnú životnosť.
Vykonajte krátku skúšobnú jazdu – začnite pri nízkych rýchlostiach v tichej oblasti – a pozorne počúvajte, či sa v opravenej zákrute neobjaví hluk. Nové ložisko je počas prvých pár kilometrov o niečo hlučnejšie ako dobre opotrebované ložisko, pretože sa opotrebúvajú akékoľvek zvyšky po obrábaní na povrchoch bežca, ale mal by to byť veľmi slabý, hladký zvuk, skôr než brúsenie alebo vrčanie charakteristické pre poškodené ložisko. Ak pôvodný hluk úplne chýba, diagnostika a oprava boli správne. Ak podobný zvuk pretrváva, znova skontrolujte svoju diagnózu – je možné, že aj na opačnej strane sa vyskytol problém s ložiskom, ktorý je teraz počuť, keď bola opravená hlasnejšia strana.
Po vykonaní akýchkoľvek prác na zavesení predných kolies, ktoré zahŕňajú demontáž a opätovnú inštaláciu komponentov ovplyvňujúcich geometriu kolies, nechajte vykonať nastavenie geometrie štyroch kolies počas prvých stoviek kilometrov. Proces odstraňovania zostavy náboja, dokonca bez narušenia ovládacích ramien alebo spojovacích tyčí, môže spôsobiť malé zmeny v polohe kolesa, ktoré sa časom nahromadia do nesúosovosti. Správne zarovnanie znižuje zaťaženie ložísk na jeho navrhnutú úroveň a predlžuje životnosť novej zostavy náboja prednej nápravy, ako aj zabraňuje nerovnomernému opotrebovaniu pneumatík, ktoré nesúososť nezávisle spôsobuje.
Po prvých 50 až 100 míľach jazdy znova skontrolujte uťahovací moment matíc nápravy pri aplikáciách s pohonom predných kolies. Nové spojovacie prvky môžu zaznamenať malé množstvo počiatočného usadzovania – najmä pri antikoróznych náteroch – a potvrdenie, že matica nápravy je v tomto ranom štádiu stále na svojom špecifikovanom krútiacom momente, nestojí nič a poskytuje úplnú istotu, že inštalácia náboja je z dlhodobého hľadiska bezpečná.
• ADD: 42705 Grand River Avenue, Suite 201, NOVI. Michigan 48375, USA.
© Autorské práva 2017 Hangzhou Hanji Auto PartS.Co., Ltd. Všetky práva vyhradené. Výrobca nábojov kolies
