Autokombi.ru

Авто-портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

По какому принципу работает ШРУС

По какому принципу работает ШРУС

ШРУС (шарнир равных угловых скоростей) считается составным узлом подвески с управляемой передней осью. Функции ее заключается в обеспечении угла разворота (до 70°) машины по оси движения, со стабилизацией крутящего момента колес правой и левой стороны. В качестве сочленения узлов трансмиссии, внутренний ШРУС соединяет КПП и приводной вал, а внешний, в свою очередь, вал и ступицу колеса.

Конструктивные особенности

Деталь является элементом приводного вала и предназначена передавать вращение от силового агрегата (двигателя) к ведущим колесам автомобиля. Конструкция обеспечивает углы поворота ведущих передних колес, стабилизирует их колебания, низводит к минимуму шумовые эффекты, возникающие от вибрации. В принципе, это две половинки полуоси, шарнирно соединяющие дифференциал со ступицами правого и левого колес. Шарнир, со стороны дифференциала называется внутренним, а со стороны колеса внешним. Первый из них подвижный и предполагает меньший угол разворота. Эта деталь может изменять свою физическую длину за счет удлиненного шлицевого соединения. Второй, шарикового типа позволяет получить больший радиус поворота. Конструкция их разнится и зависит от типа авто, показателя приводного вала. Внутренняя полуось больше внешнего по размерам, массе, цене. Рабочий угол ШРУСа значительно шире и может варьировать в пределах 50°, в то время как внутренний шарнир не превышает угла 20°.

Разновидности, отличия

Не вдаваясь в историю изобретений, можно отметить наиболее распространенную и востребованную конструкцию шарикового шарнира. Но расшифровка делит их формулируя:

виды ШРУСов

  • Сухариковые – имеют склонность нагреваться на больших скоростях.
  • Кулачково–дисковые шарниры, применяются на большегрузных тягачах высокой проходимости, например, КРАЗ 255.
  • Трипод-отличается конструкцией сферической формы ролика и вилки. Чаще применяются на автомобиле в качестве внутренних полуосей.
  • Спаренный карданный вал, состыкованные между собой два кардана для компенсации неравномерного вращения друг друга.

Принцип работы

Заключается в передаче вращения от внутренней полуоси к внешней его части. При этом следует соблюдать требование, чтобы полуоси располагались под углом не более 70° друг к другу.

Понимание того что такое ШРУС поможет получить представление своеобразного блока полуосей, включающего в себя:

  1. Ведомый вал, исходящий из корпуса сферической формы.
  2. Ведущий вал, выходящий из кулака сферической формы.
  3. Сепаратор, удерживающий шарики в своих отверстиях.
  4. Шары стальные (6 штук).

В собранном состоянии устройство выглядит следующим образом:

конструкция ШРУС

Стальные шарики, удерживаемые сепаратором в сферических канавках между корпусом и кулаком. Ведущий вал, вращаясь, перемещает шарики посредством канавок корпуса и кулака. В момент вращения усилие ведущего вала передается на обойму, а затем на ведомую полуось посредством кулака и 6 шариков (отчетливо видны на фото).

Обнаружение неисправности

Шарнир равных угловых скоростей изготавливается из высокопрочных сталей. Однако неисправности имеют место по причине:

  • Замена некачественными изделиями, каковых предостаточно на рынке сбыта.
  • Использование смазки низкого качества.
  • Попадание абразивной пыли в механизм через разорванный пыльник.
  • Неудовлетворительное покрытие дорожного полотна.
  • Частое выкручивание рулевого колеса до упора.

Шарниры равных угловых скоростей – это почти подшипники качения, обойма которых имеет поперечные канавки.

Такая конструкция предусматривает возможность менять углы ведущей полуоси относительно ведомой. Пребывая под постоянной динамической нагрузкой, сочленения корпус – шарики и кулак – шарики подвергаются износу. В результате между ними появляются зазоры. А они становятся причиной появления специфического шума, исходящего, как от надломленной ветки, то есть хруста. Исходят таковые от перекатывания шариков по выработанным или имеющим шероховатости, канавкам.

Но нужно запомнить, что внутреннее звено шарнира издает звуковой сигнал о наличии неисправности, особенно при езде на машине по дорогам с колдобинами. Нередко можно услышать шум и на прямой трассе.

В замене шарнирного комплекта можно убедиться, вращая колесо на подвешенном автомобиле. В этом случае внутренний шарнир сильно изгибается, а специфический звук неисправности проявляется больше.

Смазка

При своевременном обслуживании, уходе, срок эксплуатации ШРУСа на автомобиле достаточно продолжителен и порой равен ресурсу машины. Чтобы узел работал долго, следует его во время смазывать. Это так просто, если знать, какую марку использовать для каждой части узла. Сие необходимо, чтобы:

  • Снизить фактор трения в сочленениях.
  • Упредить износ деталей.
  • Ограничить динамическую и статическую нагрузки.
  • Оградить сочленения от коррозии.

Итак, для наших шарнирных узлов лучше подойдет смазка марки ШРУС 4. Отличается высокой вязкостью удержания на поверхности трущихся и вращающихся деталей. Консистенция позволяет ей не растапливаться в любой сезон эксплуатации. А менять смазку необходимо при замене пыльника и установке нового узла.

Замена пыльника

комплект для замены ШРУСовПредставляет собой резиновый гофрированный чехол с фиксацией хомутом на обоих концах. Визуальный обзор состояния пыльника проверяется полным поворотом передних колес до упора. Они не должны иметь разрывов, трещин, следов смазки. Чем же чревато езда без оного Дело в попадании сочленений грязи, абразивной пыли, которые медленно, но упорно разъедают вращающиеся поверхности. Ситуация приводит к большому зазору, например, между кулаком и шариками. Большой износ же обязательно приводит к тому, что ШРУС вырывает из гнезда ступицы.

Замену пыльников на автомобиле желательно проводить одновременно, не дожидаясь, когда выйдет из строя второй. На фото показаны хомуты, конструкция которых не предполагает использование червячной передачи. Такой тип исполнения один из наиболее удачных.

АБС и ШРУС

Выбирая шарнир равно-угловых скоростей, обратите внимание на комплектацию вашего автомобиля. ШРУСы для машин с АБС будут отличатся от таковых, которые с завода ставились на автомобили без вспомогательных систем торможения.

Что такое ШРУС и в чем его секрет?

Наверное, многие автолюбители, слышали такое слово как ШРУС. Заезжая на станцию технического обслуживания можно услышать много интересных слов, но большинство водителей бояться поломки ШРУСа как огня. Что это за хитрое устройство, почему его ремонт обходится в копеечку, выясним в сегодняшней статье.

Стоит отметить, что буквально полсотни лет назад, автолюбители даже понятия не имели о подобном изобретении. ШРУС – это аббревиатура, расшифровывается как шарнир равных угловых скоростей. Принцип работы механизма использовался еще в Древней Греции. Современные ШРУСы получили свое массовое распространение в 50-х годах прошлого столетия.

Что такое ШРУС и для чего он нужен?

расположение внешних и внутренних шрусов

Как правило, в автомастерских, профессиональные мастера называют механизм – «гранатой». Все из-за внешнего вида и сложной конструкции, отдаленно напоминающей ручную гранату. Даже существует шутка, что в каждой машине есть «граната», которая по любому взорвется.

Читайте так же:
Правила лизинга авто для физических лиц

ШРУС (шарнир равных угловых скоростей) — это шарнир, предназначен для передачи вращательного момента между валами, которые находятся под углом друг к другу. Это и есть основная задача. Устанавливают конструкцию почти на все современные автомобили. Не имея подобного механизма, невозможно без потерь передать импульс движения от двигателя до колес, не важно, передних или задних. Именно с приходом ШРУСа, автомобили стали более подвижными и управляемыми.

ШРУС решает много проблем.

  1. Помогает снять излишнюю вибрацию.
  2. Синхронизирует вращение ведущих колес.
  3. Снижает нагрузку на ведущий вал во время передвижения автомобиля.

Передача движения осуществляется под углом между передними или задними полуосями. Конструкция очень полезная, но при поломке может привести к дорогостоящему ремонту. Именно поэтому многие владельцы ТС, даже боятся произносить вслух аббревиатуру, дабы не накликать беды.

Устройство и принцип работы ШРУСа

устройство внешнего и внутреннего шруса

В первую очередь шарнир предназначен для передачи движущей силы от двигателя к колесам автомобиля. Вторая важная функция – это сохранение движения при разных плоскостях колес. Простыми словами, наезжая на бугорок или яму, одно из колес будет расположено выше, чем второе, при этом движения автомобиля будет неизменно. Сложное устройство конструкции позволяет колесам двигаться в разных положениях. Принцип работы каждого вида шарниров одинаковый, отличается только конструкция. Граната может поворачиваться под углом до 70 градусов, при этом передавая вращательное движение колесам.

Принципиального различия в схеме работы ШРУСа нет. Одна часть привода крепится при помощи ступичного подшипника к двигателю, вторая присоединяется к колесам. При включении передачи, двигатель передает движение по трансмиссии, и автомобиль совершает движение. Каждый ШРУС состоит из внутренней и внешней части. Внутри конструкции находятся специальные шарики, которые соединяют два элемента в жесткую конструкцию. Внешняя часть более подвижная и может работать при углах до 70 градусов. Внутренний элемент работает в пределах 20 градусов.

Важное значение, в работе гранаты имеет смазка. Все внутренние детали движутся с большими скоростями, поэтому хорошая смазка способна уменьшить трение и износ элементов конструкции. Как правило, каждый шарнир закрыт резиновым колпаком, чтобы грязь не попадала внутрь. Стоит отметить, что резиновая защита имеет большое значение в работе механизма. Если пыльник повреждается, смазка выходит наружу, грязь попадает на важные элементы и шарнир выходит из строя.

Внешний ШРУС

Внешний шарнир очень легко определить визуально. Находится он возле ведущего колеса, как правило, оборудован многогранником системы ABS и большим резиновым пыльником пирамидообразной формы. Как мы уже писали, пыльник защищает гранату от попадания влаги, грязи и пыли.

Конструкция ШРУСа чем-то напоминает карданный вал. Но последний, в связи с особенностью конструкции не может поворачиваться на критические углы. Это связано с тем, что угол работы карданной передачи очень маленький, а при критических углах начинаются рывки, которые пагубно влияют на коробку передач.

Совершенно другое дело – ШРУС. Конструкция позволяет выполнить механизм небольшого размера, который будет поворачивать колесо в разных плоскостях, при этом сохраняя плавность хода и комфортную езду.

Внешняя «граната» состоит из корпуса и полуоси, а также защитного кожуха. Внутри механизма находятся металлические подшипники (шарики). Все элементы конструкции соединены между собой при помощи металлического кольца. Принцип работы простой, механизм поворачивается в разные стороны, шарики крутятся внутри корпуса в специальных пазах, при этом происходит плавная передача вращательного движения.

Внутренний ШРУС

В некоторых случаях, схема внутренней «гранаты» может быть похожей с внешней. Но, как правило, разработчики внедряют иную схему. Если ШРУС двигается при помощи трех подшипников, его называют трипоидным. Как показывает практика, подобный механизм ломается намного реже. Это связано с тем, что он меньше подвержен критическим нагрузкам и смены углам, так как находится ближе к дифференциалу, то есть к центру авто. В зависимости от конструкции он может состоять из шариков, разного размера и диаметра.

Принцип работы аналогичный внешней гранате, только из-за конструктивной особенности и расположению, внутренний шарнир работает при меньших градусных диапазонах. Как правило, рабочий угол составляет до 20 градусов.

Видео работы внешнего и внутреннего шруса на приводном вале.

Типы и виды «гранат»

Конструктивно ШРУС может отличаться. Все зависит от завода производителя и типа. В настоящее время существует четыре основных разновидности «гранат».

  1. Кулачковый
  2. Трипоидный
  3. Шариковый
  4. Карданный спаренный

Кулачковый состоит из двух круглых элементов, один из которых входит в другой. Подобная конструкция позволяет применять максимальные нагрузки на ось. Как правило, транспортные средства, оборудованные кулачковым шарниром, двигаются только на средних скоростных режимах.

кулачковый шрус устройство

Трипоидный состоит из трех подшипников. Большинство автомобилей оборудуют именно этой системой. Она более универсальная и довольно жесткая, способная осуществлять работу на высоких скоростях и служит достаточно долго.

Шариковый работает по принципу трипоидной системы, только вместо роликов, вращающий момент передают небольшие металлические шарики, заключенные в оболочку и двигающиеся по заданным каналам.

Карданный состоит из обычных карданных соединений, которые передают крутящий момент колесам автомобиля. Устанавливается на большие грузовые автомобили.

Неисправности, признаки и причины поломок

разрыв пыльника шруса

При нормальной езде и периодических проверках, шарниры могут прослужить очень много лет. Из опыта можно сказать, что некоторые ШРУСы работают по 10-15 лет без проблем. Самой частой поломкой является – износ пыльника. Когда рвется защитная резина, грязь попадает в кожух, смазка вымывается, система начинает давать сбои.

В большинстве случаев, узнать о поломке гранаты можно во время езды, а также на слух. Когда грязь попадает в пыльник, ШРУС при езде на поворотах начинает специфически шуметь. Звук называют «хрустом». Если услышали один раз, ошибиться будет сложно. Но лучше не слышать его на своем автомобиле! Как правило, хруст сигнализирует автовладельцу о недостатке смазки.

Подобную неисправность можно легко отремонтировать на начальной стадии. Меняется пыльник, внешний шарнир очищается от грязи и наполняется специальной смазкой. Но если владелец «запустил» работу механизма, он может прийти в полную негодность. На некоторых марках авто, ШРУС меняется только в сборе. К примеру, на KIA Cerato 2006 года, невозможно поменять только внешнюю гранату. Оригинальная запчасть стоит очень дорого и продается только в сборе.

Читайте так же:
Как отремонтировать корректор фар

Диагностика шруса

На видео, ниже, Вы увидите наглядно, как можно диагностировать поломки ШРУСа несколькими способами.

Советы автовладельцам

Дабы избежать преждевременной поломки ШРУСа, рекомендуется периодически посещать станции технического обслуживания и проверять герметичность внешнего защитного кожуха. При наличии любых дефектов, пыльник лучше заменить вместе со смазкой.

Если водитель услышал характерный хруст на повороте, лучше всего сразу обратиться на СТО. Чем быстрей владелец поменяет пыльник и смазочные материалы, тем дешевле обойдется ремонт. Несомненно, на неисправной «гранате» можно передвигаться небольшой промежуток времени, но с большой осторожностью. ШРУС имеет свойство блокироваться по ходу движения, лучше не рисковать жизнью пассажиров и водителя!

Стоит отметить, что при слишком агрессивной езде, механизм выходит из строя намного раньше своего срока жизни. Продлевает срок работы только безопасное вождение и периодическая проверка состояния пыльника.

В дополнение, хотелось бы сказать, что не все автомобильные мастера могут, определит на слух повреждение шарнира. Бывали случаи, когда хозяин авто послушав непрофессионального мастера, покупал дорогостоящую деталь и попадал на деньги, потому как причиной хруста могут быть иные детали ходовой части. К примеру, шаровая опора, расположенная на передних рычагах, при неисправности может издавать подобные звуки при выворачивании колеса.

Лучше всего доверять свой автомобиль проверенным СТО с опытными мастерами!

Заключение

В заключении, добавим, что ШРУС очень важная деталь в конструкции ходовой части транспортного средства. Бережливое отношение и периодическая диагностика, поможет избежать лишних проблем и денежных потерь при дорогостоящем ремонте. Запомните, ремонт и замена «гранаты» дорогостоящее удовольствие, которые можно предотвратить обычной диагностикой.

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС)

Шарнир равных угловых скоростей

Шарнир равных угловых скоростей (сокращенно ШРУС или «граната» – это одно и то же) – такое название одного из элементов трансмиссии автомобиля часто можно услышать на автосервисных предприятиях и в мастерских, но далеко не все автомобилисты представляют себе, что это такое и какие последствия может вызвать неисправность этого узла.

Существует несколько видов шарниров равных угловых скоростей, отличающихся друг от друга не только конструкцией, но и местами их использования.

В рамках данной статьи мы рассмотрим следующие вопросы:

  • Для чего в автомобиле нужен ШРУС и где он находится?
  • Виды шарниров равных угловых скоростей, как они устроены и работают?
  • Как проверить ШРУС на исправность, и каковы внешние проявления неисправности этого узла и последствия его выхода из строя?

Что такое ШРУС и зачем он нужен в автомобиле

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) – это механизм, обеспечивающий равномерную передачу крутящего момента к ведущим колесам при их повороте на угол до 70° относительно оси. Используются такие шарниры на автомобилях с независимой подвеской в конструкции привода управляемых колёс.

Что такое ШРУС и зачем он нужен в автомобиле

Задача передачи крутящего момента от двигателя к колёсам оказалась в техническом плане не такой уж простой и потребовала от автоконструкторов создания трансмиссии. При этом колеса «живут» в машине своей жизнью и крепятся к кузову независимо по отношению к коробке передач.

Для заднеприводных автомобилей вопрос решился использованием в конструкции кардана. А вот для переднеприводных автомобилей потребовались иные устройства, обеспечивающие передачу вращательного движения к «подпрыгивающим» относительно кузова колесам.

Дело в том, что обычный кардан с крестовиной, при вращении с постоянной угловой скоростью ведущего вала, не в состоянии обеспечить постоянную угловую скорость расположенного под углом вала ведомого. А дополнительные рывки и торможения при передаче крутящего момента от двигателя к колёсам автомобиля абсолютно неуместны.

Технические приёмы, обеспечивающие компенсацию такой неравномерности угловых скоростей, оказались эффективными до углов между осями ведущего и ведомого колес не более 20⁰.

В то же время для переднеприводных автомобилей требовалось обеспечить передачу крутящего момента без «искажений» при углах поворота колёс до 70⁰, причём такая передача должна была быть ещё и очень надежной, ведь узел подвергается высоким нагрузкам.

Теоретическое решение – ШРУС, было найдено давно: устройство запатентовано еще в 20-х годах прошлого века инженером А.Рцеппой (шарнир Рцеппа), а для его практической реализации потребовалось почти 40 лет (Япония, 1963 г.).

Конструктивно один из распространённых вариантов ШРУС выглядит следующим образом.

Устройство шарнира равных угловых скоростей

Ведущий вал посредством шлицевого соединения приводит в движение внутреннюю обойму, на рабочей стороне которой выполнены шесть канавок. На внешней обойме шарнира (соединённой с ведомым валом) также выполнено шесть канавок. А обоймы связаны между собой через шарики, расположенные в вырезах сепаратора.

Подобная конструкция обеспечивает (в отличие от простой карданной передачи) равенство мгновенных угловых скоростей ведущего и ведомого валов.

Виды шарниров равных угловых скоростей

Шариковые варианты конструкции ШРУС, хотя и наиболее распространены в легковом автомобилестроении, оказались не единственно возможными.

Шариковый шрус

Шариковый ШРУС

Практическое применение для легковых и лёгких коммерческих автомобилей нашли триподные ШРУСы, в которых роль шариков выполняют вращающиеся ролики со сферической рабочей поверхностью.

Трипоидный ШРУС

Трипоидный ШРУС

Для грузовой техники распространение получили кулачковые (сухариковые) шарниры типа «Тракта», состоящие из двух вилок и двух фасонных дисков. Вилки в таких конструкциях достаточно массивные и способны выдерживать большие нагрузки (что и объясняет область их использования).

Кулачковый ШРУС

Кулачковый (сухариковый) ШРУС

Необходимо упомянуть и ещё один вариант ШРУС – спаренные карданные. В них неравномерность передачи угловой скорости первого кардана компенсируется вторым карданом.

Спаренный карданный ШРУС

Спаренный карданный ШРУС

Как уже упоминалось выше, угол между осями двух валов не должен в этом случае превышать 20⁰ (иначе появляются повышенные нагрузки и вибрации), что ограничивает область использования такой конструкции в основном строительной и дорожной техникой.

Внутренние и наружные ШРУСы

Помимо различий в конструктивном исполнении, ШРУСЫ разделяются по месту их установки на наружные и внутренние.

Внутренние и наружные ШРУСы

Внутренний ШРУС соединяет коробку передач с полуосью, а наружный ШРУС – полуось со ступицей колеса. Вместе с приводным валом оба этих шарнира составляют привод автомобиля.

Читайте так же:
Тип ВУ для квадроциклов

Наиболее распространённый тип наружного шарнира – шариковый. Внутренний ШРУС не столько обеспечивает большой угол между валами, сколько компенсирует перемещения приводного вала при движении его относительно подвески. Поэтому часто в качестве внутреннего шарнира в легковых автомобилях используется триподный узел.

Необходимое условие нормальной работы ШРУСов – смазка движущихся частей шарнира. Герметичность рабочего пространства, в котором находится смазка, обеспечивают пыльники, предотвращающие попадание на рабочие поверхности абразивных частиц. С учётом высокой нагруженности деталей, в них используются только специально разработанные для таких узлов виды смазок.

Как определить неисправность ШРУС

Срок службы ШРУСов в современных автомобилях при правильной эксплуатации практически сопоставим с ресурсом самой машины, хотя условия работы наружных и внутренних шарниров существенно отличаются (наружные узлы более нагружены, так как воспринимают воздействия непосредственно от колёс).

Заводской брак редко является причиной поломки ШРУСА, а вот эксплуатационный характер отказа встречается куда чаще. Прежде всего, это может быть банальное повреждение пыльника, и, как следствие, попадание в смазку шарнира влаги, пыли и грязи с содержанием абразива.

Повреждение пыльника ШРУСа

Именно поэтому периодический визуальный осмотр целостности пыльников обязателен при периодическом обслуживании автомобиля. Замасленная деталь или следы смазки, разбрызганные по колесу – явное свидетельство необходимости замены пыльника (если только отказ не перешел в более тяжёлую стадию).

Другая частая причина отказа – агрессивный характер вождения, особенно с вывернутыми до упора колёсами. При таком стиле вождения шарниры испытывают запредельные нагрузки, неизбежно приводящие к отказу. К похожему результату можно прийти при частой езде по разбитым дорогам.

Для наружных и внутренних ШРУСов внешние признаки неисправности несколько отличаются из-за разных условий эксплуатации и определяются (помимо состояния пыльников) в основном «на звук» и наличие люфтов.

Высоко нагруженные наружные шарниры на ранних стадиях отказа издают звук похожий на свист полностью изношенных тормозных колодок. Дополнительно состояние узла проверяется на ровной дороге: при резком трогании с места с вывернутыми колёсами. Появление характерных толчков или щелчков свидетельствует о неисправности шарнира. Полезно в этом случае сразу осмотреть пыльники (тем более что для этого не требуется поднимать машину).

Если в начале движения слышен хруст – это свидетельство необходимости безотлагательных мер по замене наружного ШРУСа. Характер звука при этом весьма специфический: его трудно спутать с другими звуками, и раздаётся он с той стороны, с которой произошла поломка.

Определить какой из внутренних ШРУСов неисправен – внутренний правый или внутренний левый – несколько сложнее.

  1. Для этого автомобиль вывешивается на подъёмнике, и тем самым добиваются максимального угла шарнира (между приводным валом и поверхностью земли).
  2. Двигатель запускается, и при включённой передаче прослушивают узел на посторонние звуки. Хруст слева или справа свидетельствует о поломке соответствующего шарнира.
  3. Кроме этого проверяется люфт приводного вала между наружным и внутренним шарнирами. При исправных шарнирах люфт отсутствует.

Если нет возможности установить машину на подъемник, выбирают участок дороги с ямами и рытвинами, и аккуратно въезжая в них колёсами с разных сторон (фактически вывешивая автомобиль с соответствующей стороны) выявляют посторонние шумы (хруст).

Последствия эксплуатации автомобиля с неисправными ШРУСами, особенно на стадии уже выявленного хруста, могут быть весьма тяжёлыми, ведь хруст сигнализирует о возможности скорого внезапного разрушения шарнира. В свою очередь это может привести к заклиниванию колёс и созданию аварийной ситуации на дороге.

Замена ШРУСов обходится не дёшево: узлы оригинальных приводов достаточно сложные механизмы изготовленные из специальных материалов. А в запущенных случаях разрушение внутреннего ШРУСа может привести к попаданию остатков игольчатых подшипников в картер коробки передач и необратимым повреждениям уже самой коробки.

Видео: как проверить внутренний и наружный ШРУСы на исправность

ШРУС — шарнир равных угловых скоростей или просто Граната

Совершенно любой автомобиль – достаточно сложный механизм, имеющий в своей структуре немалое количество составных компонентов. Если, к примеру, устройство двигателя современных машин хотя бы отчасти понятно многим, то относительно трансмиссии «железных коней» такого сказать нельзя. Особый интерес вызывает подвеска переднеприводных авто, ибо в её составе можно найти ряд деталей, которые в авто с задним приводом никогда не встречаются. Пожалуй, яркий пример такого узла – шарнир равных угловых скоростей (ШРУС). Об истории появления, назначении и принципах функционирования данной детали поговорим в сегодняшнем материале.

шарнир равных угловых скоростей

История появления «Гранаты»

ШРУС, в народе именуемый «Граната», представляет собой элемент трансмиссии практически всех переднеприводных моделей авто современности. Несмотря на это, история его проектировки и появления в автомобилестроении до сих пор окутана некой завесой тайны. На сегодняшний день существует несколько версий создания данного узла, среди которых выделяется наиболее правдоподобная и отчасти подтверждённая. По имеющейся информации, ШРУС впервые был спроектирован инженером Альфредом Рцеппой в далёком 1927 году. Этот человек долгое время трудился в компании «Форд Мотор», что вылилось в создание «гранаты», к слову, нередко именуемой шарниром Рцеппа.

ШРУС в системе двигателя

Удивительно, но понадобилось более 40 лет на актуализацию созданного ШРУСа. Во многом это связано с тем, что только в конце 60-х и начале 70-х годов прошлого столетия автоконцерны начали с завидной регулярностью выпускать переднеприводные автомобили. Шарнир в конструкции последних имел немаловажное значение, а именно – он являлся нейтрализатором разницы скоростей, которая возникала при повороте одновременно и крутящихся и ведомых колёс. Без использования «гранат» в конструкции переднеприводных машин о комфортной и выгодной эксплуатации подобных агрегатов можно было бы и не задумываться.

На первый взгляд кажется, что появление ШРУСа в сфере автомобилестроения – это ничем не примечательное, рядовое событие. Однако на деле ситуация в корне иная, ведь использование данных шарниров позволило совершить настоящий переворот в концепте машин с передним приводом. Недаром до сих пор лучше обыкновенных, практически столетних «гранат» так ничего и не придумали.

Устройство и принцип работы ШРУСа

Схема ШРУСа

С момента создания шарниры равных угловых скоростей – это узел, направленный на нейтрализацию разницы скоростей, которая возникает в процессе поворота ведомых и приводных колёс.

Работают ШРУСы по принципу регуляции подаваемого вращения на каждую полуось трансмиссии (в нашем случае – на каждое колесо в отдельности). Однако стоит отметить, что «Граната» включается в работу лишь тогда, когда между данными полуосями появляется некоторый угол, как правило, не превышающий 70-75 градусов.

Читайте так же:
Защита автомобиля от угона и воровства

Подобное устройство ШРУСа позволило придать ему сразу несколько положительных свойств:

  • Во-первых, шарнир организует привод, который даёт возможность использовать передние колёса (очень редко – задние) в качестве и ведущих, и приводных элементов трансмиссии;
  • Во-вторых, шарнир осуществляет наиболее оптимальную передачу вращательного момента на каждую из полуосей при возникновении между ними угла до 75 градусов. В итоге, это позволяет повысить КПД функционирования мотора и существенно продлить срок эксплуатации целого ряда узлов подвески;
  • И в-третьих, шарнир способен работать достаточно долго, что немаловажно для комфортабельного использования автомобиля.

Как показало время, лучшими вариациями конструкции «гранат» являются те, что предполагают использование двух составных частей. Более чем 90 % современных машин с передним приводом оборудованы именно такими шарнирами, которые называются либо привод, либо ШРУС в сборе. Состоит подобный привод из двух частей – внутренний (задний) и внешний (передний) шарниры.

Две составляющие ШРУСа

Первая составляющая «Гранаты» имеет более громоздкие размеры, но в работе нагружена не настолько сильно, как её «собрат». В любом случае, обе детали имеют колоссальное значение:

  • Внутренний ШРУС отвечает за передачу вращения от КПП к редукторному валу;
  • Внешний шарнир передаёт вращение от вала редуктора непосредственно к колесу.

Непростые функции и долговечность – вот, чем отличается как передний, так задний ШРУС, но как это возможно? «Виной» всему простейшая для столь важной детали конструкция, которая включает в себя:

  • сферическую чашу, работающую в купе с ведомым валом (они соединены между собой и формируют корпус любой «гранаты»);
  • сферический кулак, работающий вместе с ведущим валом (данные составляющие шарнира также соединены между собой, но образуют уже обойму узла);
  • 6 шариков (нейтрализуют разницу скоростей, по факту, выполняя главную функцию ШРУСа);
  • сепаратора (он удерживает 6 шариков в спецканавках и помогает им в нейтрализации разницы скоростей); (эти детали защищают поверхности шарнира, работающие с большим трением и имеющие смазку, от загрязнений из окружающей среды);
  • мелких элементов: стопорные кольца, крепления и т.п. (необходимы для организации единого механизма всех описанных выше элементов «гранаты»).

Отметим, что описанная выше структура ШРУСа актуальна для подобных деталей шарикового типа, которые являются наиболее используемыми в конструкции современных авто. Помимо данного вида шарниров, также можно выделить сухариковый (часто используется на грузовых машинах), триподный (усовершенствованный наружный ШРУС) и спаренный (сложноустроенный шарнир, работающий с максимально возможным КПД). Вне зависимости от конструкционных особенностей любой ШРУС выполняет описанные выше функции и является неотъемлемой частью любого переднеприводного автомобиля, как минимум, в течение последних 50 лет.

Процесс работы шарниров

Как стало ясно из предыдущего пункта, ШРУС состоит из нескольких частей и просто необходим для стабильной работы переднего привода практически всех современных машин. Но как именно шарнир, к примеру, левого колеса нейтрализует разницу угловых скоростей при повороте? Давайте разберёмся, обратив внимание на основные этапы в работе «гранаты»:

  1. Шарики располагаются в специальных канавках ведомой и ведущей части ШРУСа. При движении по внешнему диаметру они движутся по канавкам сферической чаши, при движении по внутреннему диаметру – сферического кулака;
  2. Если ведущий вал начинает вращение, то посредством начала движения данных шариков начинает вращаться и «граната», которая передаёт кручение на ступицу конкретного колеса;
  3. При изменении угла между двумя валами и, соответственно, полуосями передней подвески те же шарики начинают свободно перемещаться по спецканавкам, что позволяет передать оптимальное усилие каждому из валов. По итогу получается так, что разница скоростей нейтрализуется, и машина с передним приводом может спокойно и беспроблемно функционировать.

Шарниры

На первый взгляд и устройство, и принцип работы, и непосредственно процесс функционирования ШРУСов кажутся достаточно сложными понятиями, однако на деле все куда проще. Именно это и является главной «изюминкой» шарниров равных угловых скоростей, ведь не столь сложно организованная деталь позволяет выполнять колоссально важные функции для работы подвески переднеприводных авто.

Преимущества и недостатки «гранат»

Резюмируя сегодняшний материал, не лишним будет обратить внимание на то, чем можно похвалить ШРУСы, а чем напротив – поругать. Начнём с преимуществ данных деталей:

  • Тотальная совместимость. То есть, шарниры могут использоваться на автомобилях с разной организацией работы. Например, что ШРУС на дизеле, что ШРУС на бензине иди электрокаре – совершенно идентичные узлы;
  • Долгий срок службы. Естественно, это возможно при условии, что за шарниром должным образом следят и ухаживают;
  • Простота ремонта. При желании заменить ШРУС можно без наличия профессиональных навыков и огромного количества инструментов;
  • Простота диагностики поломок. Неисправность любого шарнира – именно то, что непременно даст о себе знать;
  • Пожалуй, самое главное – ранее описанное устройство работы. Ведь без нейтрализации пресловутой разницы угловых скоростей элементы подвески, шины и диски переднеприводных авто изнашивались бы в 5-10 раз быстрее, нежели они делают это при наличии в их конструкции ШРУСа.

Недостатков у «гранат» не столь много, а точнее – он один: ШРУСы прихотливы в эксплуатации. Особое внимание стоит уделить на постоянную проверку целостности пыльников и наличия смазки, так как какие-либо недочёты в этих аспектах способны за пару километров движения вывести даже новый шарнир из строя (а он, к слову, подлежит только частичной или полной замене). В остальном же характеризовать «гранату» можно исключительно с положительной стороны.

Протечка масла

Как видите, ШРУС – это один из незаметных, но в то же время самых важных узлов в подвеске переднеприводных автомобилей. Недооценить важность данной детали очень сложно, хотя бы с учётом рассмотренной выше информации. Надеемся, сегодняшний материал был для вас полезен. Удачи на дорогах!

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) — устройство и принцип работы

Так выглядит втулка стабилизатора

Переход от заднего к переднему приводу потребовал от автопроизводителей разработки новых технических решений, которые бы позволили эффективно передавать вращение на колёса даже при максимальном угле поворота. Традиционный карданный вал, применявшийся на автомобилях с задним приводом, не мог справиться с этой задачей, из-за ограниченного угла поворота шарнира и высоких потерь. Взяв за основу схему карданного шарнира, производители автомобилей улучшили ее, благодаря чему снизились потери и увеличился угол поворота. Так появился шарнир равных угловых скоростей (ШРУС), который нередко называют гранатой.

Читайте так же:
Как правильно выставлять зажигание

Как устроен ШРУС

Устройство ШРУС

На большинстве легковых автомобилей используют шарнир типа «Рцеппа» (иногда его называют «шестишариковый»), состоящий из внутренней и наружной обоймы с канавками, сепаратора и шести шариков. Эта конструкция хорошо работает даже на высоких оборотах и максимально вывернутых колесах. Еще один вид, который получил распространение на некоторых японских моделях, называется «Трипод». В корпусе трипода неподвижно закреплена трехлучевая звезда, на которой установлены сферические ролики. Вращение на шарнир поступает через вставленную в корпус вилку со сферическими каналами для роликов. Недостаток трипода – малый угол изменения оси вращения шарнира, однако, возможность осевого перемещения позволяет использовать их в качестве внутреннего ШРУС.

ШРУС типа трипоид

Устройство приводного вала

Устройство и предназначение приводных валов

Сам по себе ШРУС не может передать вращение от коробки передач к колесам, поэтому необходим приводной вал. Основа приводного вала – стальная труба, которая соединяет внутренний и внешний ШРУС. Внутренний ШРУС постоянно работает при угле поворота 10 – 30 градусов. Такой же угол поворота и у наружного ШРУС при прямолинейном движении вперед. Когда колеса поворачиваются, угол работы наружного ШРУС увеличивается вплоть до 60 градусов. При движении автомобиля по неровной поверхности расстояние от наружного до внутреннего ШРУС постоянно изменяется. Поэтому вал, на котором установлены два шарнира типа «Рцеппа» закреплен внутри шарниров таким образом, что при изменении расстояния он вдвигается внутрь, или наоборот, выдвигается наружу. Поэтому применение вала, на котором установлены наружный шарнир типа «Рцеппа» и внутренний типа «Трипод», позволяет жестко закрепить трубу, увеличивая общую прочность и надежность вала. Однако, изготовление такого вала более затратно, чем с двумя шарнирами «Рцеппа», поэтому на бюджетных автомобилях его не применяют.

Приводные валы в сборе

Видео — Принцип работы приводного переднего вала со ШРУСом

Неисправности и диагностика ШРУС

  • Повреждение пыльника.
  • Высыхание или загрязнение смазки.
  • Износ шариков или роликов.

Во время езды из-под колес вылетают мелкие камни, которые могут пробить пыльник ШРУС. Когда такое происходит, в смазку начинает попадать пыль и грязь. В результате смазка превращается в абразивное вещество, которое разрушает шарики, ролики и другие внутренние части шарнира, приводя к его поломке.

Из-за попадания грязи в смазку, при движении на высокой скорости трущиеся детали шарнира нагреваются до сотен градусов. Такая температура меняет свойства смазки, приводя к ее высыханию. Работа шарнира с высохшей смазкой приводит к сильному износу деталей и через 3 – 5 тысяч километров наступает критическое повреждение, после которого шарнир невозможно отремонтировать и его приходится менять.

Диагностику ШРУС можно разделить на два этапа. Первый выполняют каждые 3 – 5 тысяч километров. Если приходится ездить по бездорожью или грунтовым дорогам, то каждую 1000 километров. Для такой диагностики необходимо заехать на яму или эстакаду, или поднять автомобиль на подъемнике. Если такой возможности нет, диагностику можно провести с помощью 2 домкратов. Как поднимать автомобиль с помощью домкратов и необходимые меры безопасности описаны в статье.

Порванный пыльник шарнира равных угловых скоростей

Подняв перед или зад автомобиля, внимательно осмотрите пыльники наружных и внутренних гранат. Проворачивайте колеса, чтобы осмотреть пыльник со всех сторон. При обнаружении трещин, пробоин или разрывов пыльника, необходимо снимать приводной вал, чтобы поменять пыльники и проверить состояние смазки и деталей шарнира.

Второй этап диагностики проводят, если возникли подозрения на повреждение ШРУС – хруст или щелканье при движении с полностью вывернутым в любую сторону рулем. Приводной вал снимают с автомобиля, чтобы проверить состояние деталей ШРУС. О том, как это сделать, читайте в статье (Приводной вал). Эта процедура одинакова как на российских автомобилях семейства ВАЗ, так и на большинстве иномарок.

Сняв вал, поворачивайте шарнир в разные стороны, затем попробуйте сложить с углом 30 – 40 градусов и вращать его, держа одной рукой за трубу, другой за ведомый вал наружного или ведущий вал внутреннего ШРУС. Исправный шарнир вращается легко, без щелчков и заеданий. Держите приводной вал одной рукой, а другой легонько пытайтесь провернуть ведомый или ведущий вал ШРУС. Даже небольшой люфт говорит о необходимости замены шарнира. Снимите пыльник со ШРУС и осмотрите смазку. Если в ней есть кусочки песка или грязи, смазку необходимо менять. Если внешне смазка выглядит чистой, двумя пальцами возьмите немного смазки рядом с шариком или роликом. Разотрите смазку между пальцами. Чистая смазка легко разотрется, сделав пальцы гладкими, поэтому вы легко почувствуете даже небольшое загрязнение.

Ремонт ШРУС

Ремонт ШРУС состоит из двух операций – замены пыльников и замены смазки.

Чтобы заменить пыльник, необходимо снять один из шарниров с проводного вала. Если на приводном валу установлены шарниры обоих типов, то проще снять внутренний (трипоид). Снимите стопорное кольцо и извлеките трубу с насаженной на нее трехлучевой звездой. Снимите стопорное кольцо, удерживающее звезду и с помощью молотка и бронзовой проставки сбейте ее с наконечника трубы. Точно так же разбирайте шарнир типа «Рцеппа». Иногда верхняя часть шарнира снимается тяжело, в этом случае поворачивайте его в любую сторону на максимальный угол и по одному вытаскивайте шарики. Затем снимайте стопорное кольцо с внутренней обоймы и сбивайте ее с наконечника трубы. Сборку производите в обратном порядке.

Стопорное кольцо наконечника трубы приводного вала

Чтобы заменить смазку, снимите стопорное кольцо, которое удерживает внутренние детали шарнира, затем разберите его. Во время замены смазки внимательно осмотрите канавки и шарики (ролики). Если на них обнаружены царапины, то шарнир желательно заменить. Ведь даже с новой смазкой его пробег вряд ли превысит 10 тысяч километров. Если обнаружили трещины или сколы на сепараторе, шарнир необходимо заменить, даже новая смазка не сможет заставить его правильно работать. Подробная установка приводного вала на автомобиль описана в статье Приводной вал.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию