Bezpečná a pohodlná jazda závisí od toho, ako starostlivo je navrhnuté riadenie a odpruženie. Zložité jazdné podmienky si vyžadujú komplexnú konštrukciu a riešenia. Kľúčovým komponentom – dôležitým prvkom celého systému riadenia a zavesenia – je guľový čap.

Kulový čep je navržen tak, aby se otáčel ve více rovinách. Myšlenka kulového čepu byla převzata z lidské anatomie. Naše rameno a kyčel se mohou pohybovat ve všech směrech, otáčet se a mohou snášet velký točivý moment a hmotnost. Protože se kulový čep neustále otáčí v různých úhlech, má tendenci se opotřebovávat rychleji než silentbloky.

Typy kulových čepů

Kulový čep se skládá z pouzdra, čepu, ložisek, koncového krytu (víčka) a podložky Belleville nebo pružiny. Podložka Belleville je pružina kuželového tvaru, která je určena k eliminaci zatížení v axiálním směru. Dnes je u osobních automobilů tendence nahrazovat Bellevilleovu podložku a pružiny konstrukcí s pouzdrem. Typ materiálu (ocel, acetalica, autolube nebo hybrid) nebo konstrukce jako monoblok nebo dvoudílné pouzdro, závisí na aplikaci: čep řízení, horní nebo spodní kulový čep nebo kompenzátor kmitání.

Kulový čep je vyroben z vysokopevnostní oceli kované za studena, což umožňuje dobré rozložení vláken, která zvyšují odolnost proti namáhání v ohybu. Povrch je kalený kvůli větší odolnosti proti opotřebení.

Účelem manžety je chránit čep před vniknutím vody a nečistot a udržovat mazivo uvnitř sestavy. Pryž, kterou Corteco používá, je vysoce odolná a je rezistentní vůči únavě, ozónu, palivu, oleji, vodě, úlomkům kamene… Nekvalitní manžeta vede k bezprostřednímu a rychlému zničení kulového čepu.

Corteco využívá vnitřní mazivo Kluber vlastní výroby. Má mimořádně dobré mazací vlastnosti, dobrou přilnavost a zatížitelnost, což znamená, že při extrémním namáhání mazivo nezanechá styčné plochy bez ochranné vrstvy.

1) Load Carrying Ball Joint – Nosný (spodní) kulový čep: Nosný čep je navržen tak, aby nesl hmotnost vozidla a pomocný čep slouží k polohování ramene zavěšení nebo vzpěry.

Spodní rameno, které je spojeno s pružinou, používá u zavěšení typu short long arm (SLA) nosný kulový čep pro spojení těhlice s horním ramenem přes pomocný čep. Kulový čep rovněž umožňuje otáčení čepu řízení.

2) Follower Ball Joint – Pomocný (horní) kulový čep: U lichoběžníkového zavěšení se ke spojení spodního ramene, těhlice a vzpěry používá pomocný kulový čep. Sestava horního uložení vzpěry obvykle obsahuje axiální ložisko, které udržuje hmotnost vozidla a umožňuje táhlu řízení otáčet vzpěrou a těhlicí.

Čep se připevňuje k rameni lisováním nebo nýtováním. Pokud je čep do ramene nalisován, je třeba k odstranění starého čepu a instalaci nového použít speciální nářadí. Nefunkční lisované čepy lze obtížně odstranit kvůli korozi mezi ramenem a čepem. To platí zejména v případě, kdy je ocelové pouzdro kulového čepu zalisováno do hliníkového ramene. Pokud je čep k rameni přinýtován, nýty se vyvrtají nebo vyříznou pneumatickým sekáčem. Nový čep se uchytí pomocí šroubů a pojistných matic.

Nese zátěž?

Kulové čepy lze rozdělit na nosné a nenosné. Nosný kulový čep je navržen tak, aby nesl hmotnost vozidla a zároveň poskytoval oporu systému řízení. Většina nosných kulových čepů je navržena tak, aby eliminovala účinky běžného opotřebení tím, že se vycentrují ve vlastních pouzdrech.

Nenosné kulové čepy jsou naproti tomu určeny k zachování přesných rozměrových tolerancí v systému řízení nebo zavěšení. Opotřebení nenosného kulového čepu způsobí znatelnou změnu úhlu odklonu, natočení nebo náklonu předního zavěšení. Nenosné čepy jsou proto předepnuty, aby kompenzovaly opotřebení. Například nezatížené kulové čepy ramen by měly být při demontáži systému zavěšení testovány na předpětí.

Opotřebení kulového čepu

U některých kulových čepů, které mají mazací koncovku, slouží tato koncovka jako indikátor opotřebení. Pokud se mazací pistole ke šroubení nepřipojí, je třeba čep vyměnit.

Při opotřebení čepu udržuje podložka Belleville nebo pružina napětí v pouzdrech, aby se při pohybu ramen zavěšení udržovala nulová axiální vůle – podložka Belleville nebo pružina však nekompenzuje boční opotřebení. Boční opotřebení způsobuje pohyb kulového čepu uvnitř pouzdra, což může mít vliv na náklon a opotřebení pneumatik.

Provedení kontroly

Zjišťování a měření opotřebení kulového čepu má zásadní význam pro zajištění bezpečného provozu vozidla. Při poškození kulového čepu ztrácí řidič kontrolu nad vozidlem. To může mít za následek poškození nejen zavěšení, ale také hnacích hřídelí, brzd, a dokonce i karoserie.

Nosný kulový čep: Chcete-li zkontrolovat nosný kulový čep, umístěte pod spodní rameno zvedák nebo podpěru, abyste nadnesli hmotnost vozidla. Na rameno připevněte úchylkoměr a umístěte jej do svislé polohy, abyste změřili axiální házivost na těhlici. V případě, že se jedná o pohon AWD nebo nezávislý RWD, může být nutné namontovat úchylkoměr na homokinetický kloub. Pohybem těhlice lze zkontrolovat boční házivost. U zavěšení SLA (lichoběžníková náprava), které má vinutou pružinu nad horním ramenem, je nosný horní čep. Chcete-li čep zkontrolovat, podepřete horní rameno, aby se čep odlehčil. Pokud má kulový čep zabudovaný indikátor opotřebení, měla by jít vůle čepu zkontrolovat s vozidlem na kolech.

Pomocný kulový čep: Při kontrole pomocného čepu se podložka Belleville nebo pružina zatíží nebo stlačí a zkontroluje se axiální mezní vůle.

U zavěšení McPherson umístěte podpěru pod konec ramene, aby se vzpěra mohla zcela roztáhnout. Připevněte úchylkoměr na spodní rameno ve svislé poloze, abyste změřili axiální házivost na těhlici. Umístěte zvedák pod kulový čep a zatěžujte ho zvedáním zvedáku. Otáčejte volantem a pozorujte kulový čep, abyste zkontrolovali příčnou házivost.

U zavěšení SLA lze horní rameno zablokovat a kloub stlačit. Připevněte úchylkoměr na těhlici a umístěte jej do svislé nebo rovnoběžné polohy, abyste změřili axiální házivost na dolním rameni. Pohybem těhlice lze zkontrolovat boční házivost.

Kulové čepy řízení: Kulové čepy řízení jsou odolnější vůči opotřebení. Pokud je k dispozici nějaký kolega, který může otáčet volantem stojícího vozidla, tak tato metoda testování ukáže nadměrné opotřebení většiny kulových čepů řízení. Pracuje-li technik sám, může čep řízení stlačit kleštěmi a hledat změnu v úhlu náklonu.

Čepy řízení by zpravidla neměly mít žádnou viditelnou vůli při otáčení řízením dopředu a dozadu.

Poznámky

Při kontrole a výměně opotřebovaných dílů je nutné použít správné nářadí. Použití páčidla ke kontrole opotřebení kulových čepů by mohlo vést k poškození dílů. Rovněž vložení velkého páčidla mezi rameno zavěšení a těhlici a páčení vší silou není způsob, jak zkontrolovat opotřebení čepů. Pokud to budete dělat opravdu velkou silou, tak i nový kloub může vykazovat nadměrné opotřebení.

Pokud je jeden kulový čep opotřebovaný nebo má vůli, je nejlepší vyměnit čepy na obou stranách zavěšení (protože oba mají najeto stejně kilometrů). Totéž platí pro opotřebované čepy řízení. Obecně pro všechny párové díly podvozku platí stejné pravidlo – vyměňte oba, i když druhý se zdá být v pořádku.