Шкворень

Вид на передний мост со шкворневыми узлами на концах. «Форд»-купе 1932 модельного года.

В настоящее время вместо шкворней в подвеске обычно используют шаровые шарниры, но сам термин остаётся для обозначения конструктивной оси поворота колеса.

Шкворень , устар. Шворень (англ. Kingpin, нем. Königszapfen, англ. Pivot) - стержень шарнира поворотного соединения частей транспортных машин . В более узком смысле - ось поворота управляемого колеса автомобиля или иного транспортного средства.

Во времена конных экипажей «шворнем», или «шкворнем» называли стержень или болт, «на коем ходит передок всякой повозки» , то есть - через который к повозке крепилась поворотная ось передних колёс.

В тепловозах, электровозах и вагонах используют шкворень с вертикальной осью для соединения колёсных тележек между собой и с рамой машины.

На автомобиле в своём изначальном варианте это была вполне реальная ось в виде стержня из закалённого металла, при помощи которого несущий ступицу и колесо поворотный кулак крепился к подвеске .

Начиная с пятидесятых годов XX века на легковых автомобилях шкворень в виде самостоятельного элемента подвески передних колёс стали постепенно заменять на шаровые шарниры, которые соединяли поворотный кулак с рычагами подвески и обеспечивали благодаря наличию двух степеней свободы как её ходы сжатия и отбоя, так и поворот управляемых колёс.

Угол продольного наклона шкворня.

Шаровые шарниры герметичны или полугерметичны, поэтому либо не требуют смазывания вообще, либо допускают его намного реже по сравнению с негерметичными обычными поворотными шарнирами. К началу-середине шестидесятых годов шкворни оставались преимущественно в подвесках грузовиков, пикапов, а также редких легковых моделей, ориентированных на работу с большими нагрузками или в тяжёлых дорожных условиях - например, на некоторых спорткарах и «жёстких» внедорожниках, австралийских автомобилях марки Holden , советских марки «Волга » или немецком «Жуке» , где они применялись из-за большей живучести. Кроме того, зависимая передняя подвеска с цельной балкой моста практически всегда имеет шкворни по конструктивным причинам.

Тем не менее, слово «шкворень» продолжает широко употребляться, обозначая теперь уже не реальную, а конструктивную ось поворота колеса. Например в случае подвески на двойных поперечных рычагах это ось, соединяющая центры обоих её шаровых шарниров.

Для ходовых качеств автомобиля очень важную роль играет такой параметр, как углы наклона шкворня - продольного (

Шкворневой узел автомобиля УАЗ Патриот является неким большим «шарниром», который обеспечивает одну из степеней свободы для передних колес автомобиля, что необходимо для его управления, то есть для эксплуатации.
Обычно при износе шкворней возможны проблемы появления стука, что связано с появлением люфта между сопрягающимися деталями. Также люфт в шкворнях возможен при повреждениях, от сильных ударов или при неправильном подборе деталей во время ремонта.

Инструменты необходимые для замены шкворней УАЗ Патриот

Отвёртка плоская,
- Плоскогубцы, Ключ накидной на: 12, 14, 17, 19, 22, 24,
- Набор головок на: 8, 10, 14, 19, 24, 27,
- Головка специальная на 19 (размеры),
- Ключ шкворневой (чертеж),
- Молоток,
- Медный молоток или мягкая оправка,
- Деревянный брусок,
- Монтажка,
- Тиски слесарные (в случае отсутствия допускается фиксация шаровой опоры повернутой на 90 градусов во фланце кожуха полуоси),
- Штангенциркуль с глубиномером (колумбик), Метчик М36x2 (нужен только в случае повреждения резьбы в корпусе поворотного кулака при выворачивании разжимной втулки), Ключ моментный до 30 кгс*м

Запасные части для замены шкворней УАЗ Патриот

Количество запасных частей приведено для ремонта шкворневых узлов на двух сторонах переднего моста машины.

Манжета 32x50-10 с пружиной в сборе, 2 шт. (кат. № 3741-2304071-01).,
- Манжета поворотного кулака, 2 шт. (кат. № 3160-2304052),
- Кольцо СП 134-120-5, 2 шт. (кат. № 3160-2304055),
- Вкладыш (пластиковый или бронзовый), 4 шт. (кат. № 3160-2304023 или 3160-2304023 бронза),
- Болт Ml0x1x30 специальный, 2-3 шт. (это связано с тем, что в процессе демонтажа могут быть сломаны) (кат. № 290784-П29),
- Смазка ШРУС-4М - 0,2 кг и Литол-24 - 1 кг, Шкворень, 4 шт. (кат. № 3160-2304019 или 3160-2304019 модернизированные с пресс-масленкой),
- Шайба упорная шарнира поворотного кулака, 4 шт. (кат. № 3741-2304024),
- Прокладка под поворотный рычаг (кат. № 3160-2304029), 1 шт.,
- Прокладка под накладку шкворня (кат. №3160-2304028), 3 шт.,
- Прокладка опоры шаровой (кат. №31-0121238), 2 шт.,
- Шплинты разводные 3,2х25 (кат. №258040-П29) рулевых гаек, 4 шт.

Процесс замены шкворней на УАЗ Патриот

Снятие тяги сошки

Расшплинтуйте с помощью отвертки и отверните гайку М14х1,5 крепления пальца тяги сошки к рычагу поворотного кулака ключом "на 22" и снимите тягу сошки.

Сошка показана на мосту в установленном виде

Снятие тормозного механизма

Схема снятия тормозного механизма УАЗа с дисковыми тормозами
Отверните болты крепления тормозных механизмов к корпусу поворотного кулака специальной головкой "на 19" и снимите их.

Отворачиваем со шкворней ключом "на 8" пресс-масленки, если они есть.

Снятие крепления рычага поворотного кулака

Отворачиваем гайку М16х1,5 с фланцем со шкворня головкой "на 24"

На рычаге поворотного кулака, головкой "на 19" отворачиваем четыре гайки M12x1,25 крепления рычага поворотного кулака

и вынимаем разжимные втулки. Втулки могут прикипеть, поэтому необходимо нанести несколько ударов молотком по концу рычага поворотного кулака и затем снимаем его

Снятие накладки с прокладкой

Отворачиваем оставшиеся гайки М16х1,5 с фланцем головкой "на 24" и снимаем накладку с прокладкой.

Снятие зажимной втулки

Наносим несколько резких ударов по шкворням, через медную проставку или медным молотком для снятия натяга между шкворнем и зажимной втулкой.

Шкворневым ключом и головкой "на 27" выворачиваем на несколько оборотов зажимную втулку.

Снятие поворотного кулака

Ключом или головкой "на 14" отворачиваем пять болтов М10х1x30 специальных крепления шаровой опоры к фланцу кожуха полуоси. Снимаем упор ограничителя поворота.

Постукивая молотком через деревянный брусок, разъединяем фланцы настолько, чтобы в разъём прошла монтажная лопатка.

Монтажной лопаткой, стараясь не повредить картонную прокладку, отжимаем и окончательно разъединяем фланцы и снимаем поворотный кулак.

Зажимаем в тисах слесарных поворотный кулак с полуосью за рычаг поперечной рулевой тяги

Замеряем вылет болта-упора штангенциркулем и записываем

Ключом "на 14" отворачиваем болт M10x1x16.

Ключом "на 17" ослабляем затяжку контргайки и ключом "на 12" отворачиваем болт-упор

Снятие обоймы манжеты поворотного кулака

Головкой "на 10" отворачиваем оставшиеся восемь болтов М6х12 крепления обоймы манжеты поворотного кулака и снимаем её

Снятие шаровой опоры и ШРУС

Шкворневым ключом с головкой "на 27" выворачиваем зажимные втулки и вынимаем шкворня

Запомнив (пометив - кернением или краской) ориентацию шаровой опоры в поворотном кулаке, вынимаем её и снимаем с полуоси

Из поворотного кулака вынимаем полуось с шарниром равных угловых скоростей

Снятие вкладышей и манжет полуоси

Извлекаем из шаровой опоры старые вкладыши и манжеты полуоси (манжета 32x50-10 с пружиной в сборе).
Очень часто при использовании некачественных шкворневых ключей повреждается резьба в корпусе поворотного кулака под зажимную втулку.
В случае, если резьба повреждена, её необходимо поправить метчиком М36x2

Дефектовка деталей

Промываем все детали в керосине или дизельном топливе и осматриваем их. На деталях недопустимы трещины, задиры и другие повреждения

Устанавка новых вкладышей

Манжета 32x50-10 с пружиной в сборе, 2 шт.; Вкладыши (пластиковые или бронзовые), 4 шт.; Прокладка опоры шаровой (кат. №31-0121238), 2 шт.; ШРУС-4М; Холодная сварка;
Устанавливаем новую манжету полуоси в шаровую опору. Ориентация манжеты проводится по уплотнительной пружине - она должна стоять со стороны редуктора главной передачи (т.е. при установке пружина должна "глядеть" на Вас). Устанавливаем прокладку на торец шаровой опоры.

В случаях когда присутствует незначительный износ или деформация опоры шкворня по внутренней полусфере, допускается использование композитных материалов для заполнения повреждённых участков. В этом случае необходимо произвести монтаж шкворней и вкладышей не дожидаясь полимеризации состава.

Устанавливаем новые вкладыши (пластиковые или бронзовые) в опоры шкворня на шаровой опоре и наносим на внутреннюю поверхность вкладышей смазку ШРУС-4М.

Сборка поворотного кулака

Устанавливаем новые упорные шайбы шарнира поворотного кулака в шаровую опору и корпус поворотного кулака.

Перед сборкой на внутренние поверхности корпуса поворотного кулака и шаровой опоры наносим смазку Литол-24, около 0,5 кг

и вставляем полуось с шарниром равных угловых скоростей, на которые наносится ШРУС-4М до 100 грамм.

Установка шаровой опоры

Надеваем на полуось шаровую опору, при этом следим за правильностью её ориентации.

Низ шаровой опоры определяется очень просто: на фланце с нижней стороны - три отверстия, с верхней - два. Ориентацию корпусов поворотных кулаков рекомендуем замечать при разборке, например, кернением или краской.
Обращаем на это внимание, поскольку узел собирается в любых сочетаниях и можно легко ошибиться.

Смазка шкворней

Коническую поверхность и резьбу зажимной втулки, трущиеся поверхности шкворня смажьте смазкой ШРУС-4М

Затяжка зажимных втулок

Вставляем в резьбовые отверстия корпуса поворотного кулака шкворни и заворачиваем зажимные втулки до упора шкворней в опоры. Если Вы установили шкворни с каналом под смазку, то для дальнейшей работы необходимо вывернуть из них пресс-маслёнки ключом "на 8"

Корпус поворотного кулака центрируем относительно шаровой опоры с точностью до 0,2 мм от торцов наплывов корпуса поворотного кулака, с помощью шкворневого ключа с головкой "на 27"

1 - Цапфа;
2 - Корпус кулака поворотного;
3 - Втулка разжимная;
4 - Шкворень;
5 - Вкладыш;
6 - Шарнир равных угловых скоростей;
7 - Опора шаровая;
А и Б - Контролируемые размеры, А=Б

Поочерёдно наращивая крутящий момент на 2-3 кгс*м, с помощью моментного ключа (периодически контролируя симметричность относительно торцов, отклонение не должно превышать 0,2 мм), затяните зажимные втулки окончательным крутящим моментом 20-25 кгс*м.
При последовательном наращивании крутящего момента зажимной втулки каждый раз через мягкую оправку наносите удар молотком вдоль оси шкворней с обеих сторон.
Необходимо обеспечить точность симметрии установки шаровой опоры 0,2 мм, относительно торцов наплывов корпуса поворотного кулака. Измерения производить с помощью штангенциркуля.
Данная центрация необходима для корректной работы уплотнений полуосей и снижения нагрузки на шарниры равных угловых скоростей.
Обращаем Ваше внимание - после затяжки зажимных втулок с усилием 25 кгс*м шаровая опора относительно корпуса поворотного кулака вращается очень туго, так и должно быть. Усилие поворота регулируется отдельно - путём затягивания гаек шкворней.
Установка обоймы и манжеты поворотного кулака
В полость между шаровой опорой и корпусом поворотного кулака набиваем Литол-24.

Затем устанавливаем манжету поворотного кулака..

Устанавливаем войлочное кольцо (кольцо СП134-12-5), которое необходимо предварительно пропитать машинным маслом.

Устанавливаем обойму манжеты поворотного кулака. При помощи головки "на 10" приворачиваем её на восемь болтов М6х12. Вкручиваем стопорный болт-упор с контргайкой, выставляем по штангенциркулю измеренную ранее высоту и фиксируем ключом "на 17" и ключом "на 12". Приворачиваем болт M10x1x16 ключом "на 14". Устанавливаем прокладку, накладку и наворачиваем гайку М16х1,5 с фланцем на шкворень.

Устанавливаем прокладку и рычаг поворотного кулака, втулки разжимные и прикручиваем их на четыре гайки Ml2x1,25 с помощью головки "на 19" и накручиваем на шкворень гайку М16х1,5 с фланцем. На данном фото представлен вариант рычага поворотного кулака для автомобилей УАЗ-374195 и его модификаций

Установка поворотного кулака с полуосью
Приворачиваем поворотный кулак с полуосью к фланцу кожуха полуоси на пять специальных болтов M10x1x30 , на два из них предварительно одев ограничили поворота, ключом "на 14" до упора.
Внимание, после пробега 200-500 километров повторите затяжку указанных пяти специальных болтов M10x1x30

Регулировка шаровой опоры

Предварительно затяните гайки М16х1,5 с фланцем головкой "на 24" с моментом 5 кгс*м.

Крутящий момент поворота шаровой опоры в любую сторону относительно общей оси шкворней должен быть в пределах 1,0 - 2,5 кгс*м, т.е. взявшись руками за корпус поворотного кулака Вы должны свободно его проворачивать вокруг оси. Если этого не происходит, дотягивайте гайки М16х1,5 с фланцем с обеих сторон до достижения необходимого результата.
Максимальное усилие затяжки 15 кгс*м.

Установка тормозных механизмов

В порядке обратном снятии, см выше

Прикручиваем ключом "на 8" пресс-маслёнки (если они предусмотрены конструкцией) на шкворня. Прикручиваем крепления тормозных механизмов к корпусу поворотного кулака специальной головкой "на 19" на болты.

Установка тяг рулевой трапеции

Установите тягу рулевой трапеции приверните пальцы ключом "на 22" и зашплинтуйте гайку М14х1,5. Повторное использование старых шплинтов не рекомендуется.
Установите тягу сошки к рычагу поворотного кулака приверните пальцы гайкой М14х1,5 ключом "на 22" и зашплинтуйте её.

Установите колесо. Внимание! Прежде чем начать движение на автомобиле после завершения ремонта нажмите несколько раз на педаль тормоза с целью поджатия колодок передних суппортов к тормозным дискам.