Шум ступичного подшипника: как определить симптомы и узнать, когда заменить

Колесные подшипники терпят неудачу постепенно, и симптомы, которые они вызывают, следуют предсказуемому прогрессу. Подшипник, вышедший из строя на ранней стадии, издает легкий шум, который большинство водителей считают шумом дороги или шумом шин. По мере того как подшипник продолжает разрушаться, шум становится более выраженным и приобретает характеристики, отличающие его от других источников шума транспортного средства. При отказе на поздней стадии подшипник может вызывать вибрацию через рулевое колесо или сиденье, вызывать дерганье автомобиля при торможении или, в тяжелых случаях, допускать заметный люфт колес. Понимание этих симптомов и их причин помогает водителям и техническим специалистам выявить выход из строя подшипников на ранней стадии, прежде чем незначительная проблема станет дорогостоящей или опасной.

Что делают подшипники колес и почему они выходят из строя

Колесные подшипники позволяют ступице колеса вращаться вокруг шпинделя или полуоси с минимальным трением. В современных конструкциях ступичных узлов (герметичный предварительно собранный узел, объединяющий внутренние и наружные кольца подшипника, тела качения, сепаратор и уплотнения в единый компонент) подшипник рассчитан на весь срок службы автомобиля в нормальных условиях. Смазка герметизируется при сборке и не требует периодического обслуживания. Причиной преждевременного выхода из строя является ненормальная нагрузка: на подшипник воздействуют силы, на которые он не рассчитан на продолжительную работу.

Перегрузка является наиболее распространенной причиной. При столкновении с бордюрами, выбоинами и дорожным мусором ударные нагрузки через колесо на подшипник передаются с величинами, которые могут превысить номинальную динамическую нагрузку подшипника, а также деформировать или растрескивать тела качения или дорожки качения. Обычное использование дорог на протяжении многих миль в конечном итоге приводит к появлению подповерхностных усталостных трещин в обоймах подшипников — это нормальный механизм изнашивания, — но ненормальные удары резко ускоряют этот процесс.

Нарушение уплотнения является второй причиной. Уплотнения на подшипнике ступичного узла предотвращают попадание загрязнений в подшипник и утечку смазки. При нарушении уплотнения (в результате ударного повреждения кромки уплотнения, коррозии седла уплотнения или физического износа кромки уплотнения при очень большом пробеге) в подшипник попадает вода, песок и другие загрязнения. Загрязнение вызывает абразивный износ тел качения и дорожек, ускоряя развитие поверхностных и подповерхностных повреждений, вызывающих шум.

Основные симптомы выхода из строя ступичного подшипника

Гудение или скрежетание

Самый распространенный и ранний признак выхода из строя ступичного подшипника — это постоянный гудящий или скрежетающий шум, который меняется в зависимости от скорости автомобиля. В отличие от шума шин, который является относительно постоянным при заданной скорости на однородном дорожном покрытии, шум подшипников колес имеет отличительное качество: он имеет тенденцию быть устойчивым и непрерывным, его часто называют звуком, похожим на звук движения по шумным полосам даже на гладкой дороге, а его высота и громкость изменяются пропорционально скорости автомобиля, а не скорости двигателя. Ускорение увеличивает звук; замедление уменьшает его; звук продолжается на той же частоте, даже когда сцепление выжато или автомобиль находится в нейтральном положении, поскольку подшипник вращается вместе с колесом независимо от того, включена ли трансмиссия.

Гудение на более низких скоростях переходит в скрежетание или рычание на более высоких скоростях по мере прогрессирования повреждения подшипника. Это связано с тем, что поврежденные поверхности подшипников производят разные характеристики шума на разных частотах вращения: раннее повреждение создает низкочастотный гул, когда поврежденные элементы проходят через зону нагрузки, тогда как более серьезное повреждение с большими дефектами поверхности и повышенной шероховатостью создает более резкий скрежет.

Шум, который меняется при повороте

Классический диагностический тест на шум подшипников колес заключается в наблюдении за тем, меняется ли звук при плавном движении автомобиля или нагружении на повороте. Когда автомобиль поворачивает, распределение поперечной нагрузки между левым и правым подшипниками меняется — внешний подшипник при повороте налево воспринимает большую нагрузку, чем внутренний. Если подшипник на левой стороне выходит из строя, поворот направо (который нагружает левый подшипник) увеличит шум, а поворот налево (который частично разгружает левый подшипник) уменьшит его. Такая чувствительность к скорости и нагрузке является диагностической: шум, который увеличивается в одном направлении поворота и уменьшается в противоположном направлении, явно указывает на конкретный ступичный подшипник.

Этот тест следует проводить на низкой скорости в безопасных условиях — для наблюдения эффекта достаточно легкого движения на скорости 30–50 км/ч на пустой парковке. Изменение шума при рулевом управлении часто весьма заметно в неисправном подшипнике и позволяет определить конкретный угол, где возникает проблема, даже до более формального осмотра.

Вибрация в рулевом колесе или сиденье

По мере прогрессирования повреждения подшипников колес неровности поверхностей подшипников вызывают вибрацию, которая передается от колеса через подвеску на конструкцию автомобиля. В случае подшипников передних колес эта вибрация передается через рулевую колонку и ощущается в рулевом колесе — особенно в определенных диапазонах скоростей, когда частота вращения подшипника совпадает с резонансной частотой системы рулевого управления. В случае подшипников задних колес вибрация передается через пол и обычно ощущается на сиденье, а не на рулевом колесе.

Вибрацию подшипника колеса часто путают с вибрацией баланса шин, которая также чувствительна к скорости. Отличие: вибрация баланса шин обычно появляется в определенном диапазоне скоростей (обычно 80–100 км/ч) и может стать менее заметной на более высоких скоростях; Вибрация подшипника постепенно увеличивается с увеличением скорости и сопровождается характерным гудением или скрежетанием, которое не возникает при проблемах с балансировкой шин.

Люфт или люфт колес

При запущенном отказе подшипника внутренний зазор подшипника увеличивается по мере износа тел качения и дорожек качения. Этот увеличенный зазор можно обнаружить по физическому ослаблению колеса — если вы оторвете колесо от земли и попытаетесь покачать его в направлении сверху вниз (обе руки находятся в положениях шины на 12 и 6 часов), небольшое, но заметное колебание указывает на то, что внутренний зазор подшипника превысил допустимые пределы. Обычные подшипники при этом испытании должны иметь незначительный люфт.

Эту проверку сначала следует проводить, когда колесо все еще находится на земле — если при этом ощущается люфт колеса, лежащего на земле, это означает, что подшипник серьезно неисправен, и его нельзя продолжать ездить до тех пор, пока он не будет заменен. Тот же тест на раскачивание колеса над землей покажет несколько большее перемещение нормального подшипника из-за разгрузки нагрузки, но чрезмерное перемещение (более нескольких миллиметров) все равно указывает на повышенный износ подшипника.

Сигнальная лампа АБС

В современные подшипники ступицы встроено кольцо датчика скорости колеса ABS (кольцо звукового сигнала или кольцо кодера, которое считывает ABS для определения скорости колеса). Когда подшипник выходит из строя настолько серьезно, что внутренний зазор позволяет звуковому кольцу перемещаться относительно датчика, или когда звуковое кольцо повреждено внутренним повреждением подшипника, датчик ABS обнаруживает нерегулярный или отсутствующий сигнал и зажигает сигнальную лампу ABS. Сигнальные лампы ABS или системы контроля тяги, появляющиеся наряду с симптомами шума или вибрации, указывают на то, что отказ подшипника зашел настолько далеко, что может повлиять на функцию определения скорости колеса — замена необходима срочно.

Как определить, какой подшипник вышел из строя

После подтверждения того, что симптомы указывают на ступичный подшипник, определение угла, который является источником неисправности, перед разборкой экономит время диагностики. Описанное выше испытание на поворотную нагрузку является наиболее надежной первоначальной проверкой. Дополнительное подтверждение:

Прислушайтесь к направлению звука, пока пассажир едет в автомобиле. Шум ступичного подшипника громче на той стороне, где расположен неисправный подшипник — рычание слева сзади обычно громче с левой стороны автомобиля. Двигайтесь медленно в тихом месте с опущенными окнами, чтобы обеспечить направленный слух.

Если возможно дорожное испытание на подходящей поверхности, то звук, усиливающийся при ускорении (который смещает нагрузку назад) и уменьшающийся при замедлении или наоборот, может помочь определить, является ли источником звук передний или задний подшипник. Подшипники передних колес, как правило, более чувствительны к рулевому управлению; задние подшипники, как правило, более чувствительны к изменениям нагрузки при ускорении и торможении.

Когда заменить

Ранняя замена — как только диагностические симптомы станут ясными — предотвращает каскадное повреждение, которое возникает, когда сильно изношенный подшипник продолжает работать. Подшипник с изношенными телами качения и дорожками качения приводит к образованию металлических загрязнений внутри подшипника, что еще больше ускоряет износ. Если подшипник выйдет из строя во время движения, колесо может заклинить или заклинить, что может привести к потере управления автомобилем. Подшипники ступичного узла, вышедшие из строя до заметного люфта колес, не следует эксплуатировать по дорогам общего пользования.

Соответствующий интервал замены: всякий раз, когда подтверждается отчетливое гудение или скрежетание подшипника колеса, или когда проверка люфта колес показывает ненормальное движение, или когда на функцию ABS влияет состояние подшипника. Ждать, пока шум исчезнет сам по себе, нецелесообразно — ступичные подшипники не восстанавливаются самостоятельно, и прогрессирование повреждений необратимо.

Часто задаваемые вопросы

Может ли шум ступичного подшипника появляться и исчезать или он всегда постоянный?

Шум подшипника колеса обычно непрерывен и присутствует всякий раз, когда колесо вращается с заданной скоростью, но его видимая громкость может меняться в зависимости от температуры — неисправный подшипник часто звучит хуже в холодном состоянии и немного тише после прогрева, поскольку смазка становится менее вязкой при рабочей температуре и обеспечивает немного лучшее смазывание. Это изменение температуры, зависящее от температуры, иногда ошибочно принимают за «исчезновение» проблемы, из-за чего водители откладывают замену. Основной ущерб не устраняется прогреванием; подшипник продолжает разрушаться. Подшипник, который звучит заметно хуже в холодном состоянии, но лучше в теплом, по-прежнему является неисправным подшипником, который следует заменить.

Безопасно ли ехать на вышедшем из строя ступичном подшипнике, чтобы добраться до ремонтной мастерской?

Это зависит от стадии отказа. Выход из строя подшипника на ранней стадии с тихим гулом и отсутствием других симптомов обычно терпим на коротких расстояниях с умеренной скоростью до места ремонта, хотя это не следует распространять на езду по шоссе или на большие расстояния, поскольку вибрация на высокой скорости ускоряет прогрессирование повреждения. Подшипник со слышимым скрежетом, заметным люфтом колес или подсветкой ABS не следует эксплуатировать на скоростях шоссе и его следует срочно отремонтировать. Подшипник, вышедший из строя, вызывающий сильный скрежет, видимое колебание или колесо, которое не может свободно вращаться, вообще не следует эксплуатировать. В случае сомнений более безопасный вариант — отбуксировать автомобиль в ремонтную мастерскую, а не ехать на нем, поскольку полностью вышедший из строя подшипник может вызвать внезапную блокировку колеса без предупреждения.

Сколько времени занимает замена ступичного подшипника и нужно ли заменять обе стороны одновременно?

Для современных узлов подшипников ступиц (которые заменяют весь узел, включая подшипник, ступицу и тональное кольцо ABS в одном компоненте), время замены обычно составляет 45–90 минут на каждый угол для простой установки на большинстве легковых автомобилей. Противоположный угол не требует одновременной замены, если только на нем также не проявляются симптомы — ступичные подшипники на противоположных сторонах одной оси не обязательно находятся на одной и той же стадии износа, и вполне нормально, что одна сторона выходит из строя раньше другой. Однако если один подшипник вышел из строя и автомобиль имеет значительный пробег, разумно проверить состояние подшипника противоположной стороны в ходе того же обслуживания, чтобы определить, приближается ли он к выходу из строя. Некоторые специалисты рекомендуют замену осевых пар в качестве профилактической меры на автомобилях с большим пробегом; другие заменяют только подтвержденный вышедший из строя подшипник. Это решение является вопросом профессионального суждения, основанного на истории конкретного автомобиля и стоимости работ по потенциальному второму ремонту в ближайшем будущем.