Do czego służą przeguby półosi i jakie są objawy ich zużycia?

Przeguby napędowe w dzisiejszych samochodach są niezbędne i pełnią ważną funkcję, gdyż są bezpośrednio odpowiedzialne za przeniesienie napędu z mechanizmu różnicowego na koła. Co warto o nich wiedzieć i jak objawia się ich zużycie?

Po co stosuje się przeguby napędowe?

Gdy moment obrotowy trafia na koła, odbywa się to na dwa różne sposoby. W zawieszeniach zależnych, tzw. sztywnych mostach, z mechanizmu różnicowego przenoszą go półosie bezpośrednio na piastę koła po linii prostej. Natomiast już w zawieszeniach niezależnych, linia ta nie jest prosta, ponieważ piasta koła wykonuje ruch pionowy względem wyjścia z mechanizmu różnicowego lub względem obudowy skrzyni biegów (napęd zblokowany). To jednak tylko jeden aspekt. Drugim jest napędzana oś skrętna. Koło napędzane, nie tylko może wykonywać ruch pionowy względem mechanizmu różnicowego, ale też zmieniać swój kąt położenia względem podłoża. Nie da się zatem na koło skrętne lub koło zawieszone niezależnie względem mechanizmu różnicowego zastosować prostego wału napędowego (półosi) bez możliwości jego załamania. Stąd konieczność stosowania przegubów napędowych półosi, jednego lub dwóch na daną półoś.

Jeden przegub napędowy stosuje się tylko w sztywnych mostach przedniego zawieszenia z kołami kierowanymi. Jeżeli oś napędzana jest zawieszona niezależnie, nieważne czy jest kierowana czy nie, potrzebne są już dwa przeguby napędowe. Jednak warto zaznaczyć, że przeguby umożliwiające szczególnie duże kąty załamania stosowane są przy kołach kierowanych.

Rodzaje przegubów napędowych

W układach napędowych stosuje się dwa rodzaje przegubów: nierównobieżne i równobieżne. Pierwsze, zwane też prostymi lub asynchronicznymi mogą załamać wał napędowy i przenosić moment obrotowy pod określonym kątem, ale powodują chwilowe zmiany prędkości obrotowej pomiędzy wałami połączonymi takim przegubem. Podczas jednego, pełnego obrotu wału przekazującego moment obrotowy na przegub, dochodzi do dwóch zmian prędkości wału odbierającego moment obrotowy. Aby wyeliminować to zjawisko, pomiędzy wyjściem momentu obrotowego (np. skrzynią biegów), a urządzeniem odbierającym moment obrotowy (np. koło lub tylny mechanizm różnicowy) stosuje się wał napędowy z dwoma przegubami, zaprojektowanymi w taki sposób, że wzajemnie eliminują zjawisko zmiany prędkości obrotowej.

Najpowszechniej stosowanym rodzajem przegubu prostego jest tzw. przegub krzyżakowy, zwany też krzyżakiem. Taką konstrukcję stosuje się w zasadzie tylko w wałach przekazujących moment obrotowy na tylną lub przednią oś z przekładni oraz w półosiach sztywnych mostów.

Znaczenie częściej stosuje się przeguby równobieżne, tzw. homokinetyczne, czyli takie, które nie powodują zmiany prędkości obrotowej pomiędzy dwoma wałami. Pierwszymi tego typu przegubami były konstrukcje dwukrzyżakowe, czyli wykorzystujące zasadę dwóch przegubów krzyżakowych wzajemnie eliminujących zmianę prędkości obrotowej, ale nie weszły one do powszechnego użytku, z którego wyeliminowały je konstrukcje kulowe Weissa, Rzeppa i przede wszystkim Birfielda, który udoskonalił przegub Rzeppa i jest obecnie najpowszechniej stosowanym przegubem w półosiach napędowych. Wszystkie są rodzajami przegubów kulowych, czyli takich, w których za załamanie odpowiadają stalowe kule odpowiednio ułożone w przegubie. Przegub Birfielda umożliwia bardzo duży kąt załamania wynoszący od 40 do nawet 50 stopni. Umyślnie pomijam tu inne konstrukcje, m. in. przegub Tracta, ponieważ i ten, nie będący już konstrukcją kulową nie znalazł się w powszechnym użyciu. Pomijam również przeguby podatne (elastyczne) charakteryzujące się niską wytrzymałością, stosowane m. in. w Maluchu. W niektórych samochodach francuskich stosuje się przeguby trójramienne, też niezbyt popularne.

Porady eksploatacyjne

Nieco inaczej wygląda eksploatacja przegubów napędowych w samochodach z zawieszeniem niezależnym od aut ze sztywnymi mostami. W zasadzie przeguby napędowe w sztywnych mostach stosuje się tylko i wyłącznie na osiach kierowanych i tylko w samochodach terenowych. Są one bardzo wytrzymałe, pod warunkiem, że użytkownik stosuje ogumienie takie, jakie zaleca producent. Jednak często praktyka wygląda inaczej i przegub napędowy staje się pierwszym elementem narażonym na uszkodzenie, zwłaszcza w terenowej eksploatacji.

Znacznie częściej spotykamy się z przegubami napędowymi półosi w samochodach z zawieszeniem niezależnym, które mają nieco więcej pracy, ponieważ odpowiadają również za właściwe przeniesienie momentu obrotowego podczas ruchu pionowego kół. Poza tym, w przednich zawieszeniach koło stale zmienia swoją pozycję i kąt ustawienia względem mechanizmu różnicowego. Półosie napędowe są całkowicie odsłonięte, a przeguby osłania zwykle jedynie gumowa osłona, tzw. manszeta.

Zobacz również: Tylko na Autokult.pl

To właśnie osłona gumowa, mimo że najtańsza, jest jednym z najważniejszych elementów półosi napędowej z punktu widzenia użytkownika, ponieważ bardziej od niej, niż od konstrukcji czy zasady działania przegubów zależy ich trwałość. Osłona gumowa zabezpiecza bowiem przegub przed brudem i czynnikami atmosferycznymi, a delikatne przeguby kulowe już przy najmniejszych drobinach brudu zaczynają się bardzo szybko niszczyć. Dlatego przeguby pracują w stałym otoczeniu gęstego smaru, który nie tylko zmniejsza tarcie pomiędzy elementami współpracującymi, ale też zabezpiecza je przed czynnikami zewnętrznymi. Warto zwrócić uwagę na stan techniczny osłony gumowej przy każdej nadarzającej się możliwości, np. po wjechaniu na kanał czy podnośnik. Jeżeli stwierdzi się jakiekolwiek przetarcie czy pęknięcie, nie warto zwlekać z wymianą i najlepiej zrobić to zanim auto wyjedzie z warsztatu.

Powodem przyspieszonego zużycia przegubów napędowych są wszelkiego rodzaju przeciążenia generowane przez układ napędowy. Jednym z większych dla kół kierowanych jest dynamiczne ruszanie na skręconych kołach i korzystanie z dużej mocy silnika podczas skrętu kół. Przeguby napędowe zużywają się tym bardziej, im bardziej się skręcają, toteż nawet przy łagodnej eksploatacji, bez dynamicznego ruszania i korzystania z dużej mocy, przeguby zużywają się znacznie szybciej w mieście (parkowanie, zawracanie, pokonywanie skrzyżowań) niż w trasie. Można nawet zaryzykować stwierdzenie, że w porównaniu z eksploatacją miejską, jazda w trasie praktycznie w ogóle nie wpływa na trwałość przegubów.

Wpływ na trwałość przegubów napędowych ma także stosowanie niefabrycznego ogumienia. Bardziej przyczepny bieżnik lub większa przyczepność za sprawą większej szerokości opon powoduje większe obciążenia występujące na całej półosi. Dotyczy to zarówno eksploatacji samochodów o wysokich osiągach jak i terenowych, gdy do jazdy po bezdrożach używa się agresywnego ogumienia.

Objawy zużycia przegubów napędowych półosi

Najpowszechniej znanym objawem zużycia przegubu półosi jest stukanie dochodzące z okolicy przedniego zawieszenia, występujące tylko podczas ruszania lub przyspieszania na skręconych kołach. W ten sposób objawiają się nadmierne luzy pomiędzy elementami współpracującymi w przegubie napędowym zewnętrznym, czyli umieszczonym przy kole. Innym, mniej znanym objawem są wibracje odczuwalne na kole kierownicy lub na całym nadwoziu. To już może być skutek zużycia zarówno przegubu zewnętrznego jak i wewnętrznego, częściej tego drugiego. Przegub wewnętrzny, czyli ten umieszczony na wyjściu z mechanizmu różnicowego zużywa się dłużej niż przegub zewnętrzny, ale mimo to z biegiem czasu do tego dochodzi. Często luz na przegubie wewnętrznym jest „tajemniczym” powodem wibracji podczas jazdy, których nie można w żaden sposób wyeliminować. Innym objawem jego zużycia jest stukanie podczas przyspieszania przy jeździe na wprost ustępującego podczas jazdy na biegu jałowym.

Niezwykle rzadko dochodzi do uszkodzenia półosi tylnego zawieszenia w samochodów napędzanych na tylne koła. Powodem jest brak czynnika narażającego w największym stopniu przegub na zużycie, czyli skręcania kół. Mimo to, w wyeksploatowanych autach i tam pojawiają się luzy, ale zwykle nie są one tak wyczuwalne jak w samochodach z przednim napędem. Warto dbać o osłony przegubów tylnej osi, ponieważ do wielu modeli niełatwo kupić tanie zamienniki.

Wymiana przegubu czy półosi?

Zwykle po wykryciu zużycia przegubu napędowego decydujemy się na jego wymianę, ale nie zawsze jest to możliwe. Czasami konstrukcja półosi uniemożliwia wymianę samego przegubu i dobrym przykładem są tu półosie niektórych samochodów francuskich z przegubami trójramiennymi. W innych przypadkach, producent części zamiennych nie oferuje samych przegubów, a jedynie całą półoś napędową, co oczywiście podnosi koszt wymiany, ale jednocześnie przynosi większy zysk producentowi części. Tak też często bywa w autoryzowanych serwisach, które nie zawsze oferują same przeguby.

Jeżeli mamy do czynienia z samochodem o większym przebiegu, ale stosunkowo młodym, w którym pojawiają się wibracje podczas jazdy w pewnym zakresie prędkości, warto zamiast wymiany zużytego przegubu, zdecydować się na wymianę całej półosi napędowej. Co prawda koszt naprawy będzie wyższy, ale jest prawdopodobieństwo, że wibracje ustaną. Oczywiste jest natomiast to, że wymiana całej półosi jest nieuzasadniona ekonomicznie, jeżeli producent części przewidział wymianę przegubu. Trzeba jedynie pamiętać o założeniu nowej osłony i dobrym zabezpieczeniu jej przed zsunięciem.

Przykładowe ceny zewnętrznych przegubów półosi napędowych

Model samochodu cena [zł]

Nazwa producenta

części

Audi A4 B8 2.0 TDI 324 Lobro
Citroen DS3 1.4 VTi 220  Matelli
Fiat Bravo II 1.4 T-Jet 235 SKF
Ford Mondeo IV 2.0 TDCI 213 Matelli
Honda Civic 1.4 iS 146 Japanparts
MINI Cooper S R50 126 GSP
Opel Insignia 2.0 Turbo 127 Kamoka
Opel Insignia OPC 393 SKF
Peugeot 307 1.6 HDI 84 GSP
Renault Megane III 1.6 dCi 203 Matelli
Skoda Fabia II 1.4  84 Kamoka

 

Ceny części przygotowano w oparciu o katalog iParts.pl

 

Opinia eksperta iParts.pl:

Przeguby półosi montuje się po to, żeby umożliwić skręt kół przedniej osi (w autach przednionapędowych i czteronapędowych) oraz zapewnić możliwość wychylenia kół (w autach tylnonapędowych i czteronapędowych). Pod względem konstrukcyjnym są to elementy o bardzo wysokiej trwałości, nierzadko wystarczające na całe życie samochodu.

Najczęstszą przyczyną uszkodzenia przegubów jest rozerwanie lub pękniecie gumowej osłony przegubu – zmieszany z smarem piasek i pył drogowy działa jak papier ścierny i bardzo szybko niszczy elementy przegubów. Za przyspieszone zużycie często odpowiedzialni są sami kierowcy – ruszanie z piskiem opon zwłaszcza przy skręconych kołach, częste obciążanie układu napędowego czy „strzelanie ze sprzęgła” mocno odbija się na kondycji przegubów. Zaniechanie konieczności wymiany zużytych przegubów może skończyć się zablokowaniem koła podczas jazdy czy zniszczeniem skrzyni biegów.

W wielu samochodach wymiana samych przegubów jest niemożliwa, trzeba wymienić kompletne półosie. Przed zakupem nowych przegubów warto wymontować z samochodu uszkodzony element i dokonać jego dokładnych pomiarów (m. in. liczbę wypustów wewnętrznych i zewnętrznych) – co ułatwi sprzedawcy odpowiedni dobór. W dużej części przypadków marka, model, rocznik, wersja silnikowa, a nawet numer VIN są niewystarczające. Najczęściej przeguby konfekcjonowane są wraz z gumowymi, bądź plastikowymi osłonami. Jeżeli nie ma ich w komplecie należy je obowiązkowo dokupić.

Ofertę sklepu iparts.pl stanowią przeguby stosowane podczas pierwszego montażu samochodów oraz dobrej jakości zamienniki. Najpopularniejsze są przeguby firm: Lobro, SKF, Metelli, Ruville, Febi Bilstein, Ashika, Kamoka.

Smarowanie mechanizmów różnicowych — czy wymiana oleju jest konieczna?

W czasopismach, na forach dyskusyjnych czy nawet w prywatnych rozmowach o olejach zwykle mówi się o olejach silnikowych. Tymczasem nie mniej ważne są…

Zobacz więcej artykułów z serii: Układ napędowy

Podziel się:

Przeczytaj także:

Także w kategorii Poradniki i mechanika:

Leki zaburzające zdolność prowadzenia pojazdu [poradnik] Regeneracja wtryskiwaczy Common Rail Jaka technika jazdy na autostradzie jest najlepsza? Do czego służy zawór EGR, co się w nim psuje i czy warto go wyeliminować? Samochody z silnikami do jazdy na krótkich dystansach i możliwością montażu taniej instalacji LPG Systemy bezpieczeństwa i wspomagania jazdy – kiedy i jak działają oraz czy warto im zaufać? Negatywne skutki eksploatacji samochodu na krótkich dystansach Okazjonalne i odpłatne przewożenie osób – co powinieneś wiedzieć o carpoolingu? Czujnik spalania detonacyjnego/stukowego i jego rola w pojeździe Smarowanie mechanizmów różnicowych - czy wymiana oleju jest konieczna? Zawieszenia wielowahaczowe – nie zawsze drogie w eksploatacji, nie zawsze lepsze od prostych rozwiązań Co to jest kolumna MacPhersona? Wideorejestratory do obrony własnej, ale mogą być mieczem obosiecznym Instalacje gazowe do silników z bezpośrednim wtryskiem benzyny – dwa sposoby na obniżenie kosztów eksploatacji Audi e-fuels – syntetyczne paliwa przyszłości według Audi Awaria sondy lambda - prawidłowa diagnoza to klucz do sukcesu Za niskie lub zbyt wysokie ciśnienie oleju – co może być przyczyną? Łożyska nie tylko w kołach – o łożyskach w zawieszeniu Pasy bezpieczeństwa a ciąża – przepisy i zdrowy rozsądek Łożysko wyciskowe sprzęgła – zasada działania i eksploatacja Dlaczego pasek napędu osprzętu ma coraz trudniejsze życie? Dlaczego serwis klimatyzacji najlepiej wykonać na wiosnę? Przyczyny ubywania oleju silnikowego Chłodnica układu EGR – co warto o niej wiedzieć?

Popularne w tym tygodniu:

Marki, których samochody najczęściej mają problemy ze skrzynią biegów Jak zapobiec wcześniejszemu zużyciu łożysk kół? Ich wymiana kosztuje coraz więcej i jest coraz trudniejsza Kary i mandaty z zagranicy: kiedy nie warto płacić? Standardowy silnik czy dopłata za mocniejszy? Zobacz, jak producenci aut łatwo zarabiają Przepisy, o których warto pamiętać jesienią. Gapiostwo może kosztować Uważaj na głębokie kałuże! Łatwo poważnie uszkodzić auto i zapłacić kilka tysięcy złotych za naprawę Jak skleić, polakierować i pomalować zderzak w samochodzie? Ile oleju wlewać do silnika i jak wybrać najlepszy? Jak działa i jak sprawdzić regulator napięcia? Jak prawidłowo zapiąć pas bezpieczeństwa oraz jak odblokować i naprawić uszkodzony pas? Jak naprawić błotnik? Usuwanie rdzy, klepanie i reperaturka błotnika Jak hamować silnikiem i czy warto to robić?