La risposta a quanti giunti sferici sono su un'auto dipende dal tipo di sistema di sospensione. La maggio parte delle moderne autovetture e autocarri leggeri dotati di sospensioni a doppio braccio oscillante o a braccio corto-lungo (SLA) sono dotate di sospensioni quattro giunti sferici in totale: un giunto sferico superiore e uno inferiore su ciascun lato dell'asse anteriore. I veicoli con sospensioni anteriori MacPherson in genere hanno solo due giunti sferici nella parte anteriore, poiché il gruppo montante sostituisce il giunto sferico superiore. Alcuni veicoli, in particolare quelli con sospensioni posteriori indipendenti, possono avere anche giunti sferici aggiuntivi nella parte posteriore, portando il totale a sei o addirittura otto. Secondo la Society of Automotive Engineers (SAE), il giunto sferico è il punto di articolazione tra il braccio di controllo e il fuso a snodo e ogni sistema di sospensione indipendente si basa su almeno un giunto sferico per ruota per consentire alle ruote di sterzare e muoversi verticalmente. Comprensione quanti ball joints are on a car è fondamentale per diagnosticare il rumore anteriore e pianificare la manutenzione, poiché il guasto di un singolo giunto sferico può causare una catastrofica perdita di controllo del veicolo.

Cos'è un giunto sferico e dove si trova?

Un giunto sferico è un cuscinetto sferico che collega i bracci di controllo del veicolo al fuso a snodo, funzionando come un punto di articolazione che consente alla sospensione di muoversi su e giù mentre le ruote girano a sinistra e a destra. All'interno di un giunto sferico, un perno sferico in acciaio lucidato è alloggiato all'interno di una presa in acciaio o polimero temprato e lubrificato. Il perno sferico è rastremato e si inserisce in un foro conico corrispondente nel fuso a snodo o nel braccio di controllo, fissato con un dado a corona e una coppiglia. Questo design consente la rotazione multidirezionale e il movimento angolare mantenendo una connessione stretta e senza gioco. I giunti sferici sono classificati come entrambi portante or seguace . Un giunto sferico portante sostiene il peso del veicolo e solitamente è il più grande dei due. In una sospensione a doppio braccio oscillante con la molla montata sul braccio di controllo inferiore, il giunto sferico inferiore sostiene il peso del veicolo, mentre il giunto sferico superiore agisce come un seguace che mantiene l'allineamento senza sostenere peso. In un sistema di montanti MacPherson, l'intero peso dell'angolo anteriore viene trasferito attraverso il supporto del montante alla carrozzeria, e il singolo giunto sferico inferiore funge principalmente da perno dello sterzo, sebbene subisca comunque un carico laterale significativo durante le curve. Secondo il Manuale tecnico delle parti di sospensione MOOG, una tipica autovettura giunto sferico è progettato per sopportare carichi assiali superiori 10.000 newton (2.250 libbre-forza) e deve sopravvivere per oltre 100.000 miglia di servizio senza sviluppare gioco oltre il limite specificato dal produttore, che in genere è Da 0,5 a 1,5 millimetri (da 0,020 a 0,060 pollici) di movimento radiale.

In che modo il tipo di sospensione determina il numero di giunti sferici

Il numero totale di giunti sferici su un'auto è determinato dall'architettura delle sospensioni del veicolo, con sistemi a doppio braccio oscillante con quattro giunti sferici anteriori, sistemi di montanti MacPherson con due giunti sferici anteriori e sospensioni posteriori multi-link e indipendenti che aggiungono ulteriori giunti all'asse posteriore. La tabella seguente analizza il conteggio tipico dei giunti sferici per ciascun tipo di sospensione presente sui comuni veicoli passeggeri.

Giunti sferici nei sistemi di sospensione a doppio braccio oscillante

I veicoli con sospensione anteriore a doppio braccio oscillante o SLA utilizzano quattro giunti sferici, due su ciascun lato, perché sono necessari sia un braccio di controllo superiore che uno inferiore per mantenere l'angolo di campanatura durante la corsa verticale della ruota e ciascun braccio di controllo richiede il proprio giunto sferico connessione al fuso a snodo. In questo disegno, superiore e inferiore giunto sfericos formano una linea immaginaria chiamata asse dello sterzo e l'angolo di questo asse rispetto alla verticale è l'inclinazione del perno. Il giunto sferico superiore è solitamente più piccolo di quello inferiore perché non supporta il peso del veicolo; il suo ruolo è puramente cinematico, mantenendo i corretti angoli di campanatura e incidenza durante il ciclo della sospensione. Il giunto sferico inferiore è il componente portante e viene generalmente pressato nel braccio di controllo inferiore o imbullonato ad esso. Su veicoli come il Ford F-150, il giunto sferico superiore è integrato in un gruppo del braccio di controllo superiore che deve essere sostituito come unità completa, mentre il giunto sferico inferiore può essere estratto e sostituito separatamente. Secondo le specifiche di servizio Ford, il gioco assiale massimo consentito in un giunto sferico inferiore dell'F-150 è 0,8 millimetri (0,031 pollici) , misurato con un comparatore mentre la sospensione è carica. I sistemi a doppio braccio oscillante sono comuni su camion, SUV e veicoli ad alte prestazioni perché consentono una regolazione più precisa del guadagno di camber e del centro di rollio, ma hanno il costo di più parti mobili e quindi di più giunto sfericos —da ispezionare e sostituire nel corso della vita del veicolo.

Giunti sferici nei sistemi di sospensione con montante MacPherson

Le auto con sospensione anteriore MacPherson hanno solo due giunti sferici in totale, un giunto sferico inferiore su ciascun lato, perché il corpo del montante stesso sostituisce il braccio di controllo superiore e il giunto sferico superiore, e il braccio di controllo inferiore è tipicamente un singolo braccio a forma di L o A con un singolo giunto sferico all'estremità esterna. Il design del montante MacPherson, brevettato nel 1949 da Earle S. MacPherson, combina l'ammortizzatore, la molla elicoidale e il perno dello sterzo superiore in un unico assieme fissato alla carrozzeria del veicolo nella parte superiore e al fuso a snodo nella parte inferiore. Il braccio di controllo inferiore fornisce la posizione laterale e longitudinale della ruota e quello inferiore singolo giunto sferico funge da perno dello sterzo e punto di attacco inferiore per lo snodo. Poiché il montante sostiene il peso del veicolo, il giunto sferico inferiore in un sistema MacPherson non è tipicamente portante in senso verticale, ma deve resistere a potenti forze di torsione e trazione durante l'accelerazione, la frenata e le curve. Quando questo giunto sferico si usura, i sintomi includono un rumore sordo durante la guida su dossi, allentamento dello sterzo e usura irregolare del pneumatico anteriore, in particolare sfrangiamento o coppettazione sul bordo interno. La semplicità del sistema di montanti MacPherson, con solo due giunto sfericos da mantenere, è uno dei motivi per cui è diventato il modello di sospensione anteriore dominante per le autovetture del mercato di massa.

Segni che un giunto sferico necessita di sostituzione

I giunti sferici usurati producono sintomi distinti tra cui rumori metallici o colpi sui dossi, usura irregolare o smerlata dei pneumatici, sensazione di sterzata errante e gioco visibile quando la ruota viene fatta oscillare manualmente con il veicolo sollevato da terra. La seguente lista di controllo copre gli indicatori più comuni di fallimento giunto sferico :

• Rumore metallico dall'avantreno: Un giunto sferico allentato produce un rumore metallico quando il veicolo attraversa buche, dossi o ghiaia. Il rumore è più evidente alle basse velocità e proviene da un angolo del veicolo.
• Vibrazioni eccessive attraverso il volante: Man mano che la presa del giunto sferico si usura, la geometria delle sospensioni cambia e la ruota può vibrare, in particolare a velocità autostradale.
• Usura irregolare del pneumatico anteriore: Un giunto sferico usurato consente agli angoli di campanatura e punta di variare dinamicamente, sfregando il battistrada del pneumatico con uno schema smerlato o a coppa. L'usura è spesso concentrata sulla spalla interna o esterna del pneumatico.
• Vagabondaggio dello sterzo: Il veicolo potrebbe spostarsi di lato o andare alla deriva, richiedendo costanti correzioni dello sterzo per mantenere una linea retta.
• Gioco visibile durante l'ispezione: Con il veicolo sollevato e le sospensioni sostenute, un piede di porco posizionato sotto lo pneumatico può rivelare un allentamento. Su un giunto sferico portante, il comparatore dovrebbe mostrare un movimento radiale inferiore alle specifiche del produttore.

Domande frequenti sui giunti sferici

Le auto hanno giunti sferici nella sospensione posteriore?

Molti veicoli moderni con sospensioni posteriori indipendenti hanno giunti sferici o cuscinetti sferici simili sui bracci di controllo posteriori e sui collegamenti della punta. Il numero esatto dipende dal modello: una sospensione posteriore indipendente multi-link può averne da due a sei giunto sfericos nella parte posteriore. I veicoli con un asse posteriore solido in genere non hanno giunti sferici posteriori, poiché il gruppo dell'asse posiziona le ruote tramite molle a balestra o bracci di controllo con boccole.

Quanti giunti sferici ha un camion 4WD?

Un camioncino a quattro ruote motrici con sospensione anteriore a doppio braccio oscillante ha quattro anteriori giunto sfericos . Se il camion ha un asse posteriore solido, non sono presenti giunti sferici posteriori. Il totale è quindi quattro. Se il camion ha una sospensione posteriore indipendente, potrebbero essere presenti giunti sferici posteriori aggiuntivi.

Posso sostituire solo un giunto sferico?

Sì, un singolo giunto sferico possono essere sostituiti singolarmente se gli altri componenti dello stesso asse rientrano ancora nei limiti di servizio. Tuttavia, poiché la manodopera per accedere al giunto sferico spesso comporta la rimozione o lo smontaggio parziale di altri componenti della sospensione, molti meccanici e manuali di servizio consigliano di sostituire i giunti sferici nelle coppie di assi per garantire una manovrabilità equilibrata ed evitare un secondo carico di manodopera quando l'altro lato si usura poco dopo.

Comprensione quanti ball joints are on a car aiuta a demistificare il sistema di sospensione e consente ai proprietari dei veicoli di riconoscere i segni di usura prima che si verifichi un guasto. Il numero esatto dipende dal design delle sospensioni, ma la maggior parte delle auto oggi in circolazione hanno due o quattro giunti sferici anteriori, con giunti aggiuntivi possibili nella parte posteriore sui veicoli con sospensioni posteriori indipendenti. L'ispezione regolare di questi componenti, in particolare durante la rotazione dei pneumatici e la manutenzione dei freni, garantisce che la sospensione continui a fornire una manovrabilità sicura e prevedibile per tutta la vita del veicolo.