A resposta para quantos juntas esféricas estão em um carro depende do tipo de sistema de suspensão. A maiouia dos carros de passageiros e caminhões leves modernos equipados com suspensão de braço duplo ou braço curto-longo (SLA) têm quatro juntas esféricas no total - uma junta esférica superior e uma inferior em cada lado do eixo dianteiro. Veículos com suspensões dianteiras MacPherson normalmente têm apenas duas juntas esféricas na frente, já que o conjunto do suporte substitui a junta esférica superior. Alguns veículos, especialmente aqueles com suspensão traseira independente, também podem ter juntas esféricas adicionais na parte traseira, elevando o total para seis ou até oito. De acordo com a Society of Automotive Engineers (SAE), a junta esférica é o ponto de articulação entre o braço de controle e a junta de direção, e todo sistema de suspensão independente depende de pelo menos uma junta esférica por roda para permitir que as rodas girem e se movam verticalmente. Compreensão quantos ball joints are on a car é fundamental para diagnosticar ruído frontal e planejar a manutenção, porque a falha de qualquer junta esférica pode causar uma perda catastrófica de controle do veículo.

O que é uma junta esférica e onde ela está localizada?

Uma junta esférica é um rolamento esférico que conecta os braços de controle do veículo à junta de direção, funcionando como um ponto de articulação que permite que a suspensão se mova para cima e para baixo enquanto as rodas giram para a esquerda e para a direita. Dentro de uma junta esférica, um pino esférico de aço polido é alojado dentro de um soquete de aço endurecido ou polímero lubrificado. O pino esférico é cônico e se encaixa em um orifício cônico correspondente na junta de direção ou no braço de controle, preso com uma porca castelo e contrapino. Este design permite rotação multidirecional e movimento angular, mantendo uma conexão firme e sem folgas. As juntas esféricas são classificadas como suporte de carga or seguidor . Uma junta esférica de suporte de carga suporta o peso do veículo e geralmente é a maior das duas. Em uma suspensão de duplo braço triangular com mola montada no braço de controle inferior, a junta esférica inferior suporta o peso do veículo, enquanto a junta esférica superior atua como um seguidor que mantém o alinhamento sem suportar peso. Em um sistema de suporte MacPherson, todo o peso do canto dianteiro é transferido através do suporte do suporte para a carroceria, e a única junta esférica inferior serve principalmente como um pivô de direção, embora ainda sofra uma carga lateral significativa durante as curvas. De acordo com o Manual Técnico de Peças de Suspensão MOOG, um carro de passeio típico junta esférica foi projetado para suportar cargas axiais superiores 10.000 newtons (2.250 libras-força) e deve sobreviver a mais de 160.000 quilômetros de serviço sem desenvolver folga além do limite especificado pelo fabricante, que normalmente é 0,5 a 1,5 milímetros (0,020 a 0,060 polegadas) do movimento radial.

Como o tipo de suspensão determina o número de juntas esféricas

O número total de juntas esféricas em um carro é determinado pela arquitetura da suspensão do veículo, com sistemas de braços duplos com quatro juntas esféricas dianteiras, sistemas de suporte MacPherson com duas juntas esféricas dianteiras e suspensões traseiras independentes e multi-link adicionando mais juntas ao eixo traseiro. A tabela abaixo detalha a contagem típica de juntas esféricas para cada tipo de suspensão encontrada em veículos de passageiros comuns.

Articulações esféricas em sistemas de suspensão de duplo braço triangular

Veículos com suspensão dianteira de duplo braço ou SLA usam quatro juntas esféricas - duas de cada lado - porque um braço de controle superior e um inferior são necessários para manter o ângulo de curvatura durante todo o curso vertical do volante, e cada braço de controle requer sua própria conexão de junta esférica à junta de direção. Neste design, a parte superior e inferior junta esféricas formam uma linha imaginária chamada eixo de direção, e o ângulo desse eixo em relação à vertical é a inclinação do pino mestre. A junta esférica superior geralmente é menor que a inferior porque não suporta o peso do veículo; seu papel é puramente cinemático, mantendo os ângulos corretos de cambagem e caster durante o ciclo da suspensão. A junta esférica inferior é o componente de suporte de carga e normalmente é pressionada no braço de controle inferior ou aparafusada a ele. Em veículos como o Ford F-150, a junta esférica superior é integrada em um conjunto de braço de controle superior que deve ser substituído como uma unidade completa, enquanto a junta esférica inferior pode ser pressionada e substituída separadamente. De acordo com as especificações de serviço da Ford, a folga axial máxima permitida em uma junta esférica inferior F-150 é 0,8 milímetros (0,031 polegadas) , medido com um relógio comparador enquanto a suspensão está carregada. Os sistemas de triângulo duplo são comuns em caminhões, SUVs e veículos de alto desempenho porque permitem um ajuste mais preciso do ganho de curvatura e do centro de rotação, mas têm o custo de mais peças móveis – e, portanto, mais junta esféricas —para inspecionar e substituir durante a vida útil do veículo.

Articulações esféricas em sistemas de suspensão de suporte MacPherson

Carros com suspensão dianteira MacPherson têm apenas duas juntas esféricas no total - uma junta esférica inferior de cada lado - porque o próprio corpo do suporte substitui o braço de controle superior e a junta esférica superior, e o braço de controle inferior é normalmente um único braço em forma de L ou A com uma única junta esférica em sua extremidade externa. O design do suporte MacPherson, patenteado em 1949 por Earle S. MacPherson, combina o amortecedor, a mola helicoidal e o pivô de direção superior em um único conjunto que é aparafusado à carroceria do veículo na parte superior e à junta de direção na parte inferior. O braço de controle inferior fornece localização lateral e longitudinal da roda, e o único braço inferior junta esférica serve como pivô de direção e ponto de fixação inferior para a junta. Como o suporte suporta o peso do veículo, a junta esférica inferior em um sistema MacPherson normalmente não suporta carga no sentido vertical, mas deve resistir a poderosas forças de torção e tração durante a aceleração, frenagem e curvas. Quando esta junta esférica se desgasta, os sintomas incluem um ruído estridente ao dirigir sobre lombadas, frouxidão na direção e desgaste irregular do pneu dianteiro, especialmente empenamento ou empenamento na borda interna. A simplicidade do sistema de suporte MacPherson – com apenas dois junta esféricas manter - é uma das razões pelas quais se tornou o projeto de suspensão dianteira dominante para carros de passageiros do mercado de massa.

Sinais de que uma junta esférica precisa de substituição

Articulações esféricas gastas produzem sintomas distintos, incluindo ruídos de batidas ou batidas em solavancos, desgaste irregular ou recortado dos pneus, sensação de direção errante e folga visível quando o volante é balançado manualmente com o veículo levantado do chão. A lista de verificação a seguir cobre os indicadores mais comuns de falha junta esférica :

• Barulho estridente vindo do front-end: Uma junta esférica solta produz um som metálico de batida quando o veículo passa por buracos, lombadas ou cascalho. O ruído é mais perceptível em baixas velocidades e vem de um canto do veículo.
• Vibração excessiva no volante: À medida que o encaixe da junta esférica se desgasta, a geometria da suspensão muda e a roda pode oscilar, principalmente em velocidades de rodovia.
• Desgaste irregular dos pneus dianteiros: Uma junta esférica desgastada permite que os ângulos de curvatura e convergência variem dinamicamente, o que esfrega a banda de rodagem do pneu em um padrão recortado ou em concha. O desgaste geralmente se concentra no ombro interno ou externo do pneu.
• Deslocamento da direção: O veículo pode puxar para um lado ou derrapar, exigindo correções constantes de direção para manter uma linha reta.
• Folga visível durante a inspeção: Com o veículo levantado e a suspensão apoiada, um pé de cabra colocado sob o pneu pode revelar folga. Em uma junta esférica resistente, o relógio comparador deve mostrar movimento radial abaixo da especificação do fabricante.

Perguntas frequentes sobre juntas esféricas

Os carros têm juntas esféricas na suspensão traseira?

Muitos veículos modernos com suspensão traseira independente possuem juntas esféricas ou rolamentos esféricos semelhantes nos braços de controle traseiros e nas bielas. O número exato depende do projeto: uma suspensão traseira independente multi-link pode ter entre dois e seis junta esféricas na parte traseira. Veículos com eixo traseiro sólido normalmente não possuem juntas esféricas traseiras, pois o conjunto do eixo localiza as rodas por meio de molas de lâmina ou braços de controle com buchas.

Quantas juntas esféricas um caminhão 4WD tem?

Uma caminhonete com tração nas quatro rodas e suspensão dianteira de duplo braço tem quatro junta esféricas . Se o caminhão tiver um eixo traseiro sólido, não há juntas esféricas traseiras. Portanto, o total é quatro. Se o caminhão tiver suspensão traseira independente, podem haver juntas esféricas traseiras adicionais.

Posso substituir apenas uma junta esférica?

Sim, um único junta esférica podem ser substituídos individualmente se os outros componentes do mesmo eixo ainda estiverem dentro dos limites de serviço. No entanto, como o trabalho para acessar a junta esférica geralmente envolve a remoção ou desmontagem parcial de outros componentes da suspensão, muitos mecânicos e manuais de serviço recomendam a substituição das juntas esféricas em pares de eixos para garantir um manuseio equilibrado e evitar uma segunda carga de trabalho quando o outro lado se desgastar logo depois.

Compreensão quantos ball joints are on a car ajuda a desmistificar o sistema de suspensão e permite que os proprietários de veículos reconheçam os sinais de desgaste antes que ocorra uma falha. O número exato depende do projeto da suspensão, mas a maioria dos carros na estrada hoje tem duas ou quatro juntas esféricas dianteiras, sendo possíveis juntas adicionais na parte traseira em veículos com suspensão traseira independente. A inspeção regular desses componentes, especialmente durante as rotações dos pneus e a manutenção dos freios, garante que a suspensão continue a fornecer um manuseio seguro e previsível durante toda a vida útil do veículo.