Odpoveď na koľko guľové kĺby sú na aute závisí od typu závesného systému. Väčšina moderných osobných a ľahkých nákladných automobilov vybavených zavesením s dvojitými priečnymi ramenami alebo krátkymi a dlhými ramenami (SLA) má štyri guľové kĺby celkovo – haleboný a dolný guľový kĺb na každej strane prednej nápravy. Vozidlá s predným zavesením so vzperami MacPherson majú zvyčajne iba dva guľové kĺby vpredu, keďže zostava vzpery nahrádza horný guľový kĺb. Niektoré vozidlá, najmä tie s nezávislým zavesením zadných kolies, môžu mať aj ďalšie guľové čapy vzadu, čím sa celkový počet zvýši na šesť alebo dokonca osem. Podľa Society of Automotive Engineers (SAE) je guľový kĺb otočným bodom medzi ovládacím ramenom a kĺbom riadenia a každý nezávislý systém odpruženia sa spolieha na aspoň jeden guľový kĺb na koleso, ktorý umožňuje kolesám riadiť a pohybovať sa vertikálne. Porozumenie koľko ball joints are on a car je rozhodujúca pre diagnostiku hluku na prednej časti vozidla a plánovanie údržby, pretože porucha ktoréhokoľvek guľového kĺbu môže spôsobiť katastrofickú stratu kontroly nad vozidlom.

Čo je guľový kĺb a kde sa nachádza?

Guľový kĺb je guľové ložisko, ktoré spája ovládacie ramená vozidla s otočným čapom riadenia a funguje ako otočný bod, ktorý umožňuje odpruženie pohybovať sa hore a dole, zatiaľ čo sa kolesá otáčajú doľava a doprava. Vo vnútri guľového kĺbu je guľový čap z leštenej ocele uložený v namazanej, tvrdenej oceľovej alebo polymérovej objímke. Guľový čap je skosený a zapadá do zodpovedajúceho kužeľového otvoru v kĺbe riadenia alebo ramena riadenia, zaistený hradovou maticou a závlačkou. Tento dizajn umožňuje viacsmernú rotáciu a uhlový pohyb pri zachovaní pevného spojenia bez vôle. Guľové kĺby sú klasifikované ako buď nosná or nasledovník . Nosný guľový kĺb podporuje hmotnosť vozidla a je zvyčajne väčší z týchto dvoch. Pri zavesení s dvojitým priečnym ramenom s pružinou namontovanou na spodnom ramene nápravy nesie spodný guľový kĺb hmotnosť vozidla, zatiaľ čo horný guľový kĺb funguje ako unášač, ktorý udržuje zarovnanie bez nosnej hmotnosti. V systéme vzpery MacPherson sa celá váha predného rohu prenáša cez uchytenie vzpery na karosériu a jediný spodný guľový kĺb slúži predovšetkým ako čap riadenia, aj keď pri prejazde zákrutami stále dochádza k výraznému bočnému zaťaženiu. Podľa MOOG Suspension Parts Technical Manual, typický osobný automobil guľový kĺb je navrhnutý tak, aby odolal prekročeniu axiálneho zaťaženia 10 000 newtonov (2 250 libier sily) a musí prežiť viac ako 100 000 míľ v prevádzke bez toho, aby sa vyvinula vôľa nad rámec špecifikovaný výrobcom, čo je zvyčajne 0,5 až 1,5 milimetra (0,020 až 0,060 palca) radiálneho pohybu.

Ako typ zavesenia určuje počet guľových kĺbov

Celkový počet guľových čapov na automobile je určený architektúrou zavesenia vozidla, pričom systémy s dvojitými priečnymi ramenami majú štyri predné guľové čapy, systémy vzpier MacPherson s dvoma prednými guľovými kĺbmi a viacprvkové a nezávislé zavesenie zadnej nápravy pridáva ďalšie kĺby k zadnej náprave. Nižšie uvedená tabuľka uvádza typický počet guľových čapov pre každý typ zavesenia, ktorý sa nachádza na bežných osobných vozidlách.

Guľové kĺby v systémoch zavesenia s dvojitými ramenami

Vozidlá s predným zavesením s dvojitými priečnymi ramenami alebo SLA používajú štyri guľové čapy – dva na každej strane – pretože na udržanie uhla odklonu kolesa počas vertikálneho pohybu kolesa je potrebné horné aj dolné rameno a každé rameno vyžaduje vlastné spojenie guľovým kĺbom s kĺbom riadenia. V tomto prevedení horná a dolná guľový kĺbs tvoria pomyselnú čiaru nazývanú os riadenia a uhol tejto osi vzhľadom na vertikálu je sklonom čapu. Horný guľový kĺb je zvyčajne menší ako spodný, pretože neunesie hmotnosť vozidla; jeho úloha je čisto kinematická a udržiava správne uhly odklonu a naklonenia počas cyklov zavesenia. Spodný guľový kĺb je nosným komponentom a zvyčajne sa zatlačí do spodného ramena nápravy alebo sa k nemu priskrutkuje. Na vozidlách ako Ford F-150 je horný guľový kĺb integrovaný do zostavy horného ramena nápravy, ktorú je potrebné vymeniť ako kompletnú jednotku, zatiaľ čo spodný guľový kĺb je možné vytlačiť a vymeniť samostatne. Podľa servisných špecifikácií Ford je maximálna povolená axiálna vôľa v spodnom guľovom kĺbe F-150 0,8 milimetra (0,031 palca) , merané číselníkovým úchylkomerom, keď je zavesenie zaťažené. Systémy s dvojitými priečnymi kosťami sú bežné na nákladných automobiloch, SUV a výkonných vozidlách, pretože umožňujú jemnejšie vyladenie odklonu a stredu nakláňania, ale prichádzajú za cenu väčšieho počtu pohyblivých častí – a teda viac guľový kĺbs — na kontrolu a výmenu počas životnosti vozidla.

Guľové kĺby v systémoch zavesenia vzpery MacPherson

Vozidlá s predným zavesením vzpery MacPherson majú celkovo iba dva guľové kĺby – jeden dolný guľový kĺb na každej strane – pretože samotné telo vzpery nahrádza horné rameno nápravy a horný guľový kĺb a dolné rameno nápravy je zvyčajne jedno rameno v tvare L alebo A s jedným guľovým kĺbom na vonkajšom konci. Konštrukcia vzpery MacPherson, ktorú v roku 1949 patentoval Earle S. MacPherson, spája tlmič, vinutú pružinu a horný čap riadenia do jednej zostavy, ktorá sa priskrutkuje ku karosérii vozidla v hornej časti a ku čapu riadenia v spodnej časti. Spodné ovládacie rameno poskytuje bočné a pozdĺžne umiestnenie kolesa a jediné nižšie guľový kĺb slúži ako čap riadenia a spodný upevňovací bod pre kĺb. Pretože vzpera nesie hmotnosť vozidla, spodný guľový kĺb v systéme MacPherson nie je typicky nosný vo vertikálnom zmysle, ale musí odolávať silným krútiacim a ťahovým silám počas akcelerácie, brzdenia a zákruty. Keď sa tento guľový kĺb opotrebuje, príznaky zahŕňajú chrapľavý zvuk pri prejazde nerovností, uvoľnenie riadenia a nerovnomerné opotrebovanie predných pneumatík, najmä ošúchanie alebo hrbenie na vnútornej hrane. Jednoduchosť systému vzpery MacPherson – iba s dvoma guľový kĺbs zachovať – je jedným z dôvodov, prečo sa stal dominantným dizajnom predného zavesenia kolies pre osobné automobily na masovom trhu.

Známky toho, že guľový kĺb potrebuje výmenu

Opotrebované guľové čapy spôsobujú zreteľné symptómy, medzi ktoré patrí klepanie alebo klepanie na nerovnostiach, nerovnomerné alebo vrúbkované opotrebovanie pneumatík, pocit blúdiaceho riadenia a viditeľná vôľa, keď sa koleso kýva rukou, keď je vozidlo zdvihnuté nad zemou. Nasledujúci kontrolný zoznam obsahuje najčastejšie indikátory zlyhania guľový kĺb :

• Trhavý zvuk z prednej časti: Uvoľnený guľový kĺb vytvára kovové klepanie, keď vozidlo prechádza cez výmoly, spomaľovače alebo štrk. Hluk je najvýraznejší pri nízkych rýchlostiach a vychádza z jedného rohu vozidla.
• Nadmerné vibrácie cez volant: S opotrebovaním guľového kĺbu sa mení geometria odpruženia a koleso sa môže prehýbať, najmä pri diaľničných rýchlostiach.
• Nerovnomerné opotrebovanie predných pneumatík: Opotrebovaný guľový kĺb umožňuje dynamickú zmenu uhla odklonu a špičky, čo drhne behúň pneumatiky vo vrúbkovanom alebo vydutom vzore. Opotrebenie sa často sústreďuje na vnútorné alebo vonkajšie rameno pneumatiky.
• Potulka riadenia: Vozidlo môže ťahať na jednu stranu alebo sa unášať, čo si vyžaduje neustále korekcie riadenia na udržanie priameho smeru.
• Viditeľná vôľa počas kontroly: So zdvihnutým vozidlom a podopretým zavesením môže páčidlo umiestnené pod pneumatikou odhaliť uvoľnenie. Na nosnom guľovom kĺbe by mal číselník ukazovať radiálny pohyb pod špecifikáciou výrobcu.

Často kladené otázky o guľových čapoch

Majú autá guľové čapy v zadnom zavesení?

Mnoho moderných vozidiel s nezávislým zavesením zadných kolies má guľové čapy alebo podobné guľové ložiská na zadných ramenách náprav a pätkách. Presný počet závisí od konštrukcie: viacprvkové nezávislé zavesenie zadnej nápravy môže mať dva až šesť guľový kĺbs v zadnej časti. Vozidlá s pevnou zadnou nápravou zvyčajne nemajú žiadne zadné guľové čapy, pretože zostava nápravy umiestňuje kolesá cez listové pružiny alebo ovládacie ramená s puzdrami.

Koľko guľových čapov má nákladné vozidlo s pohonom 4 kolies?

Pickup s pohonom všetkých štyroch kolies s predným zavesením s dvojitým priečnym ramenom má štyri predné guľový kĺbs . Ak má vozík pevnú zadnú nápravu, nie sú tam žiadne zadné guľové čapy. Celkovo sú teda štyri. Ak má nákladné vozidlo nezávislé zavesenie zadnej nápravy, môžu existovať dodatočné zadné guľové čapy.

Môžem vymeniť len jeden guľový kĺb?

Áno, singel guľový kĺb možno vymeniť jednotlivo, ak sú ostatné komponenty na tej istej náprave stále v rámci svojich prevádzkových limitov. Pretože však práca pri prístupe ku guľovému kĺbu často zahŕňa odstránenie alebo čiastočnú demontáž iných komponentov zavesenia, mnohí mechanici a servisné príručky odporúčajú výmenu guľových kĺbov v pároch náprav, aby sa zabezpečila vyvážená manipulácia a aby sa predišlo druhej pracovnej sile, keď sa druhá strana krátko potom opotrebuje.

Porozumenie koľko ball joints are on a car pomáha demystifikovať systém odpruženia a umožňuje majiteľom vozidiel rozpoznať známky opotrebovania skôr, ako dôjde k poruche. Presný počet závisí od konštrukcie zavesenia, ale väčšina áut na cestách má dnes dva alebo štyri predné guľové čapy, pričom vzadu sú možné ďalšie kĺby na vozidlách s nezávislým zadným zavesením. Pravidelná kontrola týchto komponentov, najmä počas otáčania pneumatík a servisu bŕzd, zaisťuje, že odpruženie naďalej poskytuje bezpečnú a predvídateľnú ovládateľnosť počas celej životnosti vozidla.