Η ασφαλής και άνετη οδήγηση εξαρτάται από τον σχεδιασµό του συστήµατος διεύθυνσης και ανάρτησης, ενώ το βασικό εξάρτηµα σε όλο αυτό το σύστηµα είναι οι σφαιρικοί σύνδεσµοι (τα µπαλάκια).

Ο σφαιρικός σύνδεσµος έχει σχεδιαστεί ώστε να περιστρέφεται σε πολλαπλά επίπεδα. Η ιδέα για σφαιρική άρθρωση προήλθε από την ανθρώπινη ανατοµία – ο ώµος και το ισχίο µπορούν να κινούνται προς όλες τις κατευθύνσεις, να περιστρέφονται και να φέρουν υψηλή ροπή και βάρος.

Δεδοµένου ότι ο σφαιρικός σύνδεσµος περιστρέφεται συνεχώς σε διαφορετικές γωνίες, τείνει να φθείρεται ταχύτερα από τα σηµεία έδρασης.

Τύποι σφαιρικών συνδέσµων

Ένας σφαιρικός σύνδεσμος αποτελείται από ένα περίβλημα, μία σφαίρα με πείρο, ρουλεμάν, ένα τελικό κάλυμμα και μία ροδέλα Belleville ή ένα ελατήριο. Η ροδέλα Belleville είναι ένα κωνικό ελατήριο σχεδιασμένο για φορτία κατά την αξονική διεύθυνση. Σήμερα, στα επιβατικά αυτοκίνητα, υπάρχει η τάση αντικατάστασης της ροδέλας Belleville και των ελατηρίων από έναν σχεδιασμό κελύφους / δακτυλίου. Ο τύπος του υλικού (χάλυβας, αυτολιπαινόμενο, υβριδικό κλπ.) ή ο σχεδιασμός, όπως μονο-μπλοκ ή διμερές κέλυφος, εξαρτάται από την εφαρμογή: ακρόμπαρο, άνω ή κάτω μπαλάκι ή αντισταθμιστής ταλάντωσης.

Η σφαίρα με τον πείρο είναι κατασκευασμένη από χάλυβα υψηλής αντοχής, σφυρήλατο εν ψυχρώ, που επιτρέπει την καλή κατανομή των δενδριτών, αυξάνοντας την αντίσταση κόπωσης σε κάμψη. Η επιφάνεια είναι σκληρυμένη, ώστε να αυξάνεται η αντοχή στη φθορά.

Η φούσκα προστατεύει τη σφαίρα από το νερό και τη βρωμιά και συγκρατεί το γράσο στο εσωτερικό του συνδέσμου. Το καουτσούκ που χρησιμοποιεί η Corteco είναι πολύ ανθεκτικό και αντιστέκεται στην κόπωση, το όζον, το καύσιμο, το λάδι, το νερό, τα πετραδάκια… Σε αντίθετη περίπτωση, η αδύναμη φούσκα οδηγεί σε σχισίματα και γρήγορη καταστροφή του σφαιρικού συνδέσμου.

Το γράσο που χρησιμοποιεί η εταιρεία στο εσωτερικό είναι το Kluber, από τη δική της παραγωγή. Έχει εξαιρετικές λιπαντικές ιδιότητες, καλή πρόσφυση και ικανότητα φορτίου, με αποτέλεσμα, κάτω από ακραία φορτία, να μην αφήνει την επιφάνεια επαφής χωρίς προστατευτικό φιλμ.

Σφαιρικός σύνδεσµος φορτίου (κάτω µπαλάκι)

Ο σφαιρικός σύνδεσμος φορτίου ή κάτω μπαλάκι έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει το βάρος του οχήματος και ο ακόλουθος σφαιρικός σύνδεσμος ή άνω μπαλάκι κρατά στη θέση του το ψαλίδι ή το γόνατο.

Στις ανεξάρτητες αναρτήσεις με ανισομεγέθη ψαλίδια (SLA), το ακραξόνιο συνδέεται στο κάτω ψαλίδι με σφαιρικό σύνδεσμο φορτίου και στο άνω ψαλίδι με ακόλουθο σφαιρικό σύνδεσμο. Ο σφαιρικός σύνδεσμος επιτρέπει επίσης στον μηχανισμό διεύθυνσης να περιστρέφει το ακραξόνιο.

Ακόλουθος σφαιρικός σύνδεσµος (άνω µπαλάκι)

Η ανάρτηση με γόνατο χρησιμοποιεί έναν σφαιρικό σύνδεσμο για να συνδέει το κάτω ψαλίδι, το ακραξόνιο και το γόνατο. Το άνω συγκρότημα στήριξης γόνατου περιέχει συνήθως ένα ωστικό ρουλεμάν για την υποστήριξη του βάρους του οχήματος και επιτρέπει στον μηχανισμό διεύθυνσης να περιστρέφει το γόνατο και το ακραξόνιο.

Ο σφαιρικός σύνδεσμος συνδέεται με το ψαλίδι πρεσσαριστά ή με ήλωση. Εάν έχει πρεσαριστεί στο ψαλίδι θα χρειαστεί ένα ειδικό εργαλείο για την αφαίρεση του παλιού και την τοποθέτηση του νέου. Οι χαλασμένοι πρεσσαριστοί σύνδεσμοι μπορεί να είναι δύσκολο να αφαιρεθούν, λόγω διάβρωσης μεταξύ του ψαλιδιού και του συνδέσμου, ιδιαίτερα εάν ένα χαλύβδινο περίβλημα σφαιρικού συνδέσμου πρεσσάρεται σε αλουμινένιο ψαλίδι. Όταν ο σφαιρικός σύνδεσμος συνδέεται με ήλωση στο ψαλίδι τα πριτσίνια τρυπιούνται ή κόβονται με αεροκόπιδο και ο νέος σφαιρικός σύνδεσμος τοποθετείται χρησιμοποιώντας βίδες και παξιμάδια ασφάλισης.

Φέροντες και µη φέροντες σφαιρικοί σύνδεσµοι

Οι σφαιρικοί σύνδεσμοι χωρίζονται σε φέροντες και μη φέροντες. Ένας φέρων σφαιρικός σύνδεσμος έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει το βάρος του οχήματος, παρέχοντας ταυτόχρονα ένα σημείο άρθρωσης για το σύστημα διεύθυνσης. Οι περισσότεροι φέροντες σφαιρικοί σύνδεσμοι έχουν σχεδιαστεί ώστε να αναιρούν τα αποτελέσματα της κανονικής φθοράς κεντράροντας στις δικές τους υποδοχές.

Οι μη φέροντες σφαιρικοί σύνδεσμοι, από την άλλη πλευρά, έχουν σχεδιαστεί για να διατηρούν ακριβείς ανοχές διαστάσεων σε ένα σύστημα διεύθυνσης ή ανάρτησης. Η φθορά σε έναν μη φέροντα σφαιρικό σύνδεσμο θα προκαλέσει αξιοσημείωτη αλλαγή στη γωνία κάμπερ, κάστερ ή τη σύγκλιση της μπροστινής ανάρτησης. Κατά συνέπεια, οι μη φέροντες σφαιρικοί σύνδεσμοι φέρουν προφορτίο προκειμένου να αντισταθμιστεί η φθορά. Οι μη φέροντες σφαιρικοί σύνδεσμοι του ψαλιδιού, για παράδειγμα, πρέπει να ελέγχονται για προφόρτιση, όταν αποσυναρμολογείται το σύστημα ανάρτησης.

Φθορα των σφαιρικων συνδεσµων

Ορισμένοι σφαιρικοί σύνδεσμοι που έχουν γρασσαδόρο, τον χρησιμοποιούν ως δείκτη φθοράς. Εάν δεν συνδέεται με το εξάρτημα, τότε ο σφαιρικός σύνδεσμος πρέπει να αντικατασταθεί.

Καθώς ο σύνδεσμος φθείρεται, η ροδέλα Belleville ή ελατήριο διατηρεί την τάση στα έδρανα για να διατηρήσει μηδενικό αξονικό τζόγο, όσο κινούνται τα ψαλίδια. Η ροδέλα Belleville ή το ελατήριο δεν αντισταθμίζει την πλευρική φθορά η οποία προκαλεί την κίνηση της σφαιρικής άρθρωσης μέσα στο έδρανο, που μπορεί να επηρεάσει την κάμπερ και να προκαλέσει φθορά του ελαστικού.

Επιθεώρηση

Ο εντοπισμός και η μέτρηση της φθοράς σε έναν σφαιρικό σύνδεσμο είναι καθοριστική για την επιβεβαίωση της ασφάλειας ενός οχήματος. Όταν ένας σφαιρικός σύνδεσμος αστοχήσει, ο οδηγός χάνει τον έλεγχο του οχήματος και ενδέχεται να προκληθεί ζημιά όχι μόνο στην ανάρτηση, αλλά και στα ημιαξόνια, τα φρένα, ακόμη και το αμάξωμα.

Φέρων σφαιρικός σύνδεσμος: Για να ελέγξετε έναν φέροντα σφαιρικό σύνδεσμο, τοποθετήστε έναν γρύλο ή ένα τρίποδο κάτω από το κάτω ψαλίδι για να στηρίξετε το βάρος του οχήματος. Συνδέστε ένα μετρητικό ρολόι στο κάτω ψαλίδι και τοποθετήστε το σε κατακόρυφη θέση για να μετρήσετε την αξονική ανοχή στο ακραξόνιο. Σε περίπτωση εμπρός γόνατου σε μετάδοση AWD ή ανεξάρτητης ανάρτησης RWD, μπορεί να είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε το μετρητικό ρολόι στον μπιλιοφόρο. Η μετακίνηση του ακραξόνιου μπορεί να ελέγξει την πλευρική ανοχή. Για μία ανεξάρτητη ανάρτηση με ανισομεγέθη ψαλίδια (SLA), όπου το ελατήριο πιάνει στο επάνω ψαλίδι, φορτώνεται ο άνω σφαιρικός σύνδεσμος. Για να ελέγξετε τον σύνδεσμο, στηρίξτε το άνω ψαλίδι για να τον ξεφορτώσετε. Εάν ο σφαιρικός σύνδεσμος έχει ενσωματωμένο δείκτη φθοράς, η ανοχή πρέπει να ελέγχεται ενώ το όχημα πατά στους τροχούς του.

Ακόλουθος σφαιρικός σύνδεσµος: Για έναν ακόλουθο σφαιρικό σύνδεσμο, πρέπει να είναι φορτισμένη η ροδέλα Belleville ή το ελατήριο συμπιεσμένο, ώστε να ελέγξετε για αξονική ανοχή.

Για ανάρτηση τύπου γόνατου, τοποθετήστε ένα τρίποδο κάτω από τη γέφυρα, ώστε να επιτρέψετε στο γόνατο να εκτονωθεί πλήρως. Συνδέστε το μετρητικό ρολόι στο κάτω ψαλίδι και τοποθετήστε το σε κατακόρυφη θέση για να μετρήσετε την αξονική ανοχή στο ακραξόνιο. Τοποθετήστε έναν γρύλο κάτω από τον σφαιρικό σύνδεσμο και φορτώστε τον σύνδεσμο σηκώνοντας τον γρύλο. Γυρίστε το τιμόνι και παρατηρήστε τον σφαιρικό σύνδεσμο για να ελέγξετε την πλευρική ανοχή.

Για ανάρτηση με ανισομεγέθη ψαλίδια, το άνω ψαλίδι μπορεί να μπλοκαριστεί και ο σφαιρικός σύνδεσμος να συμπιεστεί. Συνδέστε ένα μετρητικό ρολόι στο ακραξόνιο και τοποθετήστε το σε κατακόρυφη ή παράλληλη θέση για να μετρήσετε την αξονική ανοχή στο κάτω ψαλίδι. Η μετακίνηση του τιμονιού μπορεί να ελέγξει την πλευρική ανοχή.

Ακρόμπαρο: Τα ακρόμπαρα είναι πιο ανεκτικά στη φθορά. Με τη βοήθεια ενός δεύτερου ατόμου για να γυρίσει το τιμόνι του οχήματος σε θέση στάθμευσης, παίζοντας το τιμόνι, με τους τροχούς στο έδαφος και τον κινητήρα σε λειτουργία, θα διαπιστώσετε εάν υπάρχουν ανοχές στα ακρόμπαρα. Όταν ένας τεχνικός εργάζεται μόνος του, μπορεί να σφίξει τα ακρόμπαρα με τσιμπίδες υδραυλικού και να ελέγξει εάν υπάρχει μεταβολή στη σύγκλιση.

Κατά κανόνα, τα ακρόµπαρα δεν πρέπει να έχουν ορατό τζόγο, όταν το τιµόνι κινείται δεξιά και αριστερά.

Παρατηρησεις

Κατά την επιθεώρηση και αντικατάσταση φθαρμένων εξαρτημάτων, είναι υποχρεωτική η χρήση του κατάλληλου εργαλείου. Η χρήση λοστού για τον έλεγχο της φθοράς του σφαιρικού συνδέσμου μπορεί να προκαλέσει ζημιά σε άλλα εξαρτήματα, ενώ η χρήση ενός μεγάλου λοστού ανάμεσα στο ακραξόνιο και την μπάρα δεν είναι ο σωστός τρόπος για να ελέγξετε τη φθορά. Εάν βάλετε μεγάλη δύναμη, ακόμη και ένας καινούργιος σφαιρικός σύνδεσμος μπορεί να εμφανίζει υπερβολική φθορά.

Εάν ένας σφαιρικός σύνδεσμος είναι φθαρμένος ή χαλαρός, συνιστάται να αντικαταστήσετε τους συνδέσμους και στις δύο πλευρές της ανάρτησης (επειδή και οι δύο έχουν την ίδια φθορά από χρήση). Το ίδιο ισχύει και για τα φθαρμένα ακρόμπαρα.

Σε γενικές γραµµές, σε όλα τα εξαρτήµατα του πλαισίου τα οποία χρησιµοποιούνται σε ζεύγη πρέπει να εφαρµόζεται ο ίδιος κανόνας – αντικαταστήστε και τα δύο, ακόµη και αν το δεύτερο φαίνεται καλό.