Odpověď na kolik kulové klouby jsou na autě záleží na typu závěsného systému. Většina moderních osobních a lehkých nákladních automobilů vybavených dvojitým lichoběžníkovým zavěšením nebo zavěšením s krátkým dlouhým ramenem (SLA) má čtyři kulové klouby celkem – hneboní a dolní kulový kloub na každé straně přední nápravy. Vozidla s předním zavěšením se vzpěrou MacPherson mají obvykle pouze dva kulové klouby vpředu, protože sestava vzpěry nahrazuje horní kulový kloub. Některá vozidla, zejména ta s nezávislým zavěšením zadních kol, mohou mít také přídavné kulové klouby vzadu, čímž se celkový počet zvýší na šest nebo dokonce osm. Podle Společnosti automobilových inženýrů (SAE) je kulový kloub otočným bodem mezi řídicím ramenem a kloubem řízení a každý nezávislý systém odpružení spoléhá na alespoň jeden kulový kloub na kolo, který umožňuje kolům řídit a pohybovat se svisle. Porozumění kolik ball joints are on a car je rozhodující pro diagnostiku hluku přední části a plánování údržby, protože selhání kteréhokoli kulového kloubu může způsobit katastrofální ztrátu kontroly nad vozidlem.

Co je to kulový kloub a kde se nachází?

Kulový kloub je kulové ložisko, které spojuje ovládací ramena vozidla s kloubem řízení a funguje jako otočný bod, který umožňuje odpružení pohybovat se nahoru a dolů, zatímco se kola otáčejí doleva a doprava. Uvnitř kulového kloubu je uložen kulový čep z leštěné oceli v namazané, kalené ocelové nebo polymerové objímce. Kulový čep je zkosený a zapadá do odpovídajícího zkoseného otvoru v čepu řízení nebo ramene nápravy, zajištěný pomocí hradlové matice a závlačky. Tato konstrukce umožňuje vícesměrné otáčení a úhlový pohyb při zachování těsného spojení bez vůle. Kulové klouby jsou klasifikovány jako buď nosný or následovník . Nosný kulový kloub podporuje hmotnost vozidla a je obvykle větší z těchto dvou. U zavěšení s dvojitým lichoběžníkovým závěsem s pružinou namontovanou na spodním rameni nápravy nese spodní kulový kloub hmotnost vozidla, zatímco horní kulový kloub funguje jako kladička, která udržuje vyrovnání bez nosné hmotnosti. U systému vzpěr MacPherson je veškerá hmotnost předního rohu přenášena přes uchycení vzpěry na karoserii a jediný spodní kulový kloub slouží primárně jako čep řízení, i když stále dochází k výraznému bočnímu zatížení během zatáčení. Podle MOOG Suspension Parts Technical Manual, typický osobní automobil kulový kloub je konstruován tak, aby odolal nadměrným axiálním zatížením 10 000 newtonů (síla 2 250 liber) a musí přežít více než 100 000 mil provozu bez vyvinutí vůle nad limit stanovený výrobcem, což je obvykle 0,5 až 1,5 milimetru (0,020 až 0,060 palce) radiálního pohybu.

Jak typ zavěšení určuje počet kulových kloubů

Celkový počet kulových kloubů na voze je určen architekturou zavěšení vozidla, přičemž systémy s dvojitými lichoběžníky mají čtyři přední kulové klouby, systémy vzpěr MacPherson se dvěma předními kulovými klouby a víceprvkové a nezávislé zavěšení zadní nápravy přidávají další klouby k zadní nápravě. Níže uvedená tabulka uvádí typický počet kulových kloubů pro každý typ zavěšení, který se vyskytuje u běžných osobních vozidel.

Kulové klouby v systémech zavěšení s dvojitým křížem

Vozidla s dvojitým lichoběžníkovým zavěšením nebo předním zavěšením SLA používají čtyři kulové klouby – dva na každé straně – protože k udržení úhlu odklonu po celou dobu svislého pohybu kola je potřeba jak horní, tak spodní příčné rameno a každé příčné rameno vyžaduje vlastní připojení kulovým kloubem ke kloubu řízení. V tomto provedení horní a spodní kulový kloubs tvoří pomyslnou čáru zvanou osa řízení a úhel této osy vzhledem k vertikále je sklon kingpinu. Horní kulový kloub je obvykle menší než spodní, protože neunese váhu vozidla; jeho role je čistě kinematická a udržuje správné úhly odklonu a záklonu při cyklech odpružení. Spodní kulový kloub je nosnou součástí a je obvykle zalisován do spodního ramene nápravy nebo k němu přišroubován. U vozidel, jako je Ford F-150, je horní kulový kloub integrován do sestavy horního příčného ramene nápravy, kterou je nutné vyměnit jako kompletní jednotku, zatímco spodní kulový kloub lze vytlačit a vyměnit samostatně. Podle servisních specifikací Ford je maximální povolená axiální vůle ve spodním kulovém kloubu F-150 0,8 milimetru (0,031 palce) , měřeno číselníkovým úchylkoměrem při zatížení zavěšení. Systémy s dvojitými lichoběžníky jsou běžné u nákladních automobilů, SUV a výkonných vozidel, protože umožňují jemnější vyladění odklonu a středu naklánění, ale stojí za to více pohyblivých částí – a tedy více kulový kloubs — ke kontrole a výměně po celou dobu životnosti vozidla.

Kulové klouby v systémech zavěšení vzpěr MacPherson

Vozy s předním zavěšením se vzpěrou MacPherson mají celkem pouze dva kulové klouby – jeden spodní kulový kloub na každé straně – protože samotné tělo vzpěry nahrazuje horní příčné rameno a horní kulový kloub a spodní příčné rameno je obvykle jedno rameno ve tvaru L nebo A s jediným kulovým kloubem na vnějším konci. Konstrukce vzpěry MacPherson, patentovaná v roce 1949 Earlem S. MacPhersonem, kombinuje tlumič, vinutou pružinu a horní čep řízení do jediné sestavy, která se přišroubuje ke karoserii vozidla nahoře a ke kloubu řízení dole. Spodní příčné rameno zajišťuje boční a podélné umístění kola a jediné spodní kulový kloub slouží jako čep řízení a spodní upevňovací bod pro kloub. Protože vzpěra nese hmotnost vozidla, spodní kulový kloub v systému MacPherson není typicky nosný ve vertikálním smyslu, ale musí odolávat silným krouticím a tažným silám během zrychlování, brzdění a zatáčení. Když se tento kulový kloub opotřebuje, příznaky zahrnují řinčivý zvuk při přejíždění nerovností, uvolněnost řízení a nerovnoměrné opotřebení přední pneumatiky, zejména odlupování nebo vyboulení na vnitřní hraně. Jednoduchost systému vzpěr MacPherson – pouze se dvěma kulový kloubs zachovat – je jedním z důvodů, proč se stal dominantním designem předního zavěšení pro osobní automobily pro masový trh.

Známky, že kulový kloub vyžaduje výměnu

Opotřebené kulové čepy vyvolávají zřetelné příznaky, jako jsou řinčení nebo klepání přes nerovnosti, nerovnoměrné nebo vroubkované opotřebení pneumatik, pocit bloudivého řízení a viditelná vůle, když se kolo rukou kýve s vozidlem zvednutým ze země. Následující kontrolní seznam obsahuje nejběžnější indikátory selhání kulový kloub :

• Drnčivý zvuk z přední části: Uvolněný kulový kloub vytváří kovové klepání, když vozidlo přejíždí výmoly, zpomalovací hrboly nebo štěrk. Hluk je nejvíce patrný při nízkých rychlostech a vychází z jednoho rohu vozidla.
• Nadměrné vibrace přes volant: Jak se kulový kloub opotřebovává, mění se geometrie odpružení a kolo se může třást, zejména při dálničních rychlostech.
• Nerovnoměrné opotřebení přední pneumatiky: Opotřebovaný kulový kloub umožňuje dynamickou změnu úhlu odklonu a sbíhavosti, což drhne běhoun pneumatiky ve vroubkovaném nebo hrbolatém vzoru. Opotřebení se často soustředí na vnitřní nebo vnější rameno pneumatiky.
• Toulání řízení: Vozidlo může táhnout na jednu stranu nebo se snášet, což vyžaduje neustálé korekce řízení pro udržení přímého směru.
• Viditelná vůle při kontrole: Se zvednutým vozidlem a podepřeným zavěšením může páčka umístěná pod pneumatikou odhalit vůli. Na nosném kulovém kloubu by měl číselník ukazovat radiální pohyb pod specifikací výrobce.

Často kladené otázky o kulových kloubech

Mají auta kulové čepy v zadním zavěšení?

Mnoho moderních vozidel s nezávislým zavěšením zadních kol má kulové klouby nebo podobná sférická ložiska na zadních ramenech nápravy a táhlech sbíhavosti. Přesný počet závisí na konstrukci: víceprvkové nezávislé zadní zavěšení může mít mezi dvěma a šesti kulový kloubs v zadní části. Vozidla s pevnou zadní nápravou obvykle nemají žádné zadní kulové čepy, protože sestava nápravy umísťuje kola pomocí listových pružin nebo ovládacích ramen s pouzdry.

Kolik kulových čepů má nákladní automobil s pohonem 4 kol?

Pickup s pohonem všech čtyř kol s dvojitým lichoběžníkovým zavěšením předních kol má čtyři přední nápravy kulový kloubs . Pokud má nákladní vozidlo pevnou zadní nápravu, nejsou zde žádné zadní kulové čepy. Celkem tedy čtyři. Pokud má vozík nezávislé zavěšení zadních kol, mohou být přídavné zadní kulové čepy.

Mohu vyměnit pouze jeden kulový kloub?

Ano, singl kulový kloub lze vyměnit jednotlivě, pokud jsou ostatní součásti na stejné nápravě stále v rámci provozních limitů. Protože však práce s přístupem ke kulovému kloubu často zahrnuje odstranění nebo částečnou demontáž jiných součástí zavěšení, mnoho mechaniků a servisních příruček doporučuje výměnu kulových kloubů v párech náprav, aby byla zajištěna vyvážená ovladatelnost a aby se předešlo druhému pracovnímu zatížení, když se druhá strana krátce poté opotřebuje.

Porozumění kolik ball joints are on a car pomáhá demystifikovat systém odpružení a umožňuje majitelům vozidel rozpoznat známky opotřebení dříve, než dojde k poruše. Přesný počet závisí na konstrukci zavěšení, ale většina dnešních automobilů na silnici má buď dva nebo čtyři přední kulové čepy, přičemž u vozidel s nezávislým zadním zavěšením jsou možné další klouby vzadu. Pravidelná kontrola těchto součástí, zejména během otáčení pneumatik a servisu brzd, zajišťuje, že odpružení i nadále poskytuje bezpečné a předvídatelné ovládání po celou dobu životnosti vozidla.