Здравствуйте, уважаемые автолюбители! Владельцы переднеприводных автомобилей, изучая устройство своих четырёхколёсных помощников, с удивлением обнаруживают названия деталей, которые ранее на слух не попадали.
Один из таких непривычных терминов – ШРУС. Загадочное наименование является всего лишь аббревиатурой от длинного названия – шарнир равных угловых скоростей. Задача этого устройства передавать вращательное движение от одной полуоси к другой, если они находятся под углом друг к другу, величина которого постоянно изменяется.
Хотя ШРУС является обязательным атрибутом даже самых современных авто, изобретение это не новое. В том виде, каким он представлен в настоящее время, ШРУС был изобретён и запатентован в 1927 году Альфредом Рцеппом.
Он так и называется - шарнир «Рцеппа», а на народно-водительском сленге - «граната». Справедливости ради следует отметить, что подобный шарнир может встречаться и у заднеприводных, а также полноприводных авто, когда конструкцией предусмотрено жесткое крепление заднего редуктора и независимая подвеска задних колёс.
Устройство ШРУСа
Сложное, на первый взгляд, устройство шарнира вызывает массу вопросов у того, кто впервые с ним сталкивается. В действительности ШРУС очень прост по конструкции, что является одной из составляющих его большого ресурса работы.
При условии правильной эксплуатации и уходе, шарнир может прослужить дольше, чем любой другой узел машины. Принцип работы устройства становится ясен, если подробно разобраться из чего состоит ШРУС.
Это загадочное устройство имеет всего 4 детали:
- корпус в виде сферической чаши с ведомым валом;
- внутренняя обойма – сферический кулак с ведущим валом;
- сепаратор, представляющий собой кольцо с отверстиями для удержания шариков;
- шесть шариков.
Такое устройство шруса, позволяет производить передачу вращательного движения очень ровно. Любой автолюбитель знает, что известное карданное соединение полуосей, которое выполняет ту же функцию, что и ШРУС, такой способностью не обладает.
Если одной полуоси сообщается равномерное вращение, то на второй оно будет уже прерывистым.
Как работает ШРУС?
Изучая вопрос о том, из чего состоит и как работает ШРУС, обязательно следует прибегнуть к осмотру этого устройства в натуре или ознакомится с фотоизображениями.
В специальной литературе можно найти подобное описание процесса работы ШРУС:
- в корпусе и на внутренней обойме выполнены сферические канавки, количество которых совпадает с числом шариков;
- шарики, которые удерживаются сепаратором, находятся в пространстве между корпусом и кулаком, по внешнему диаметру перемещаются по канавкам корпуса, а по внутреннему - по канавкам кулака;
- при вращении ведущего вала, усилие, через кулак и находящиеся в канавках шарики, передаётся на обойму и далее на ведомый вал;
- при изменении угла между ведущим и ведомым валами, шарики свободно перемещаются по канавкам, продолжая передавать усилие.
ШРУС внешний и внутренний: в чём разница?
Для того, чтобы автомобиль успешно двигался, оказывается, очень мало иметь по одному ШРУСу на каждое колесо. Для функционирования всего привода необходима их пара. Именно поэтому, когда автолюбитель, собираясь ремонтировать авто, замечает в магазине, что ШРУС внутренний больше по размерам, чем внешний и стоит на порядок дороже, хотя ранее казалось, что они совершенно одинаковые.
Особенности конструкции и механизма передачи вращательного движения от вала редуктора или коробки переменных передач на ведущие колёса требуют, чтобы на пути было, как минимум, два шарнира. ШРУС, который передаёт вращение от трансмиссии к валу называется внутренним. Он гораздо больше по размеру.
Внешний ШРУС вращает непосредственно ступицу колеса и имеет для неё посадочные шлицы. Отсутствие достаточно количества свободного пространства вынуждает делать его меньшим в габаритах.
Вот, собственно и вся деталь, с таким необычно-загадочным названием.
Рад видеть Вас на страницах сайта, дорогие читатель! Продолжаю серию публикаций, в которой я буду рассказывать об устройстве современного автомобиля. Ранее Вы наверняка читали статьи: и . Сегодня речь пойдет о неотъемлемой части любого переднеприводного автомобиля, я подробно расскажу, что такое ШРУС.
Всего несколько десятков лет назад большинство автомобилистов не представляло о наличие данного узла. И это легко объяснить, так как практически все автомобили были заднеприводными и крутящий момент от редуктора к ведущим колесам всегда передавался под одним и тем же углом, так как задние колеса на большинстве транспортных средств не являлись управляемыми. И многие из Вас помнят неотъемлемую часть заднеприводного авто – неразрезной мост.
Но время заднеприводных автомобилей, по крайней мере в массовом сегменте, давно и безвозвратно прошло и переднеприводные автомобили, в силу их ряда преимуществ «захватили» рынок.
У переднеприводных авто передние колеса являются одновременно и ведущими и управляемыми и при таком положении вещей крутящий момент от двигателя на ведущие колеса передается под постоянно изменяющимися углами.
Чтобы обеспечить кинематически правильную передачу момента в конструкцию внедрили ШРУС.
Этот узел был разработан и запатентован достаточно давно – в середине 20‑х годов прошлого века, но широкое распространение получил лишь в конце 50‑х с появлением первых переднеприводных авто.
Шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы) применяются в автомобилестроении для привода управляемых ведущих колес с независимой передней подвеской. Их предназначение – обеспечение равномерного вращения колес при углах поворота до 60 градусов.
Многие «профессиональные» автомобилисты ШРУС называют гранатой, лично я не сторонник таких жаргонизмов, так как при описании узлов и агрегатов, должны применяться технические термины, а не гаражный сленг.
Разновидности шарниров, их устройство и принцип работы
Кулачковый
Имеет две вилки 2 и 6, насаженные на валы 1 и 7 или откованные с ними как одно целое; два полуцилиндрических кулачка 3 и 5, охватываемых вилками; диск 4, входящий в цилиндрические пазы кулачков. Эти шарниры обязательно работают попарно (внутренний и наружный), так как один создает неравномерность вращения, а второй устраняет её, то есть сам шарнир непосредственно ШРУСом не является, так как обеспечивает вращение валов с равной угловой скоростью только в паре. К недостаткам стоит отнести низкий КПД и склонность к перегреву, что исключает использование на современных легковых транспортных средствах.
Шариковые шарниры
Общее устройство:
- чашеобразный корпус, представляющий собой внешнюю обойму, вместе с валом
- сепаратор (кольцо с отверстиями, расположенными на равном удалении друг от друга, в котором удерживаются шарики)
- внутренняя обойма
- металлические шарики
- стопорное (фиксирующее) кольцо
Кстати забыл указать, что данный тип шарниров широко применяется на автомобилях в настоящее время.
Трипоидные ШРУСы
Данный шарнир состоит из корпуса (стакана) с запрессованным в него валом со шлицами. Хоть это и самая большая часть трипоида, но не самая основная. Основная – это трёхлучевая вилка, на лучах вилки смонтированы ролики, которые вращаются на игольчатых подшипниках. Вилка напрессовывается на шлицы вала, идущего от КПП.
На внутренней части корпуса присутствуют канавки, именно они и обеспечивают угол поворота ШРУСа.
Из-за конструктивных особенностей данный тип шарнира применяется только в качестве внутреннего.
Основные неисправности
После того, как мы рассмотрели возможные конструктивные исполнения шарниров с равными угловыми скоростями, можно подытожить, что в современных легковых авто применяются только шарниры, шариковые и трипоидные.
Вообще конструктивно ШРУСы весьма надежны и должны с легкостью выхаживать 100000, а то и все 200000 км. Но на практике встречается более ранний выход узла и строя, как например было у меня на предыдущем авто , внутренний правый ШРУС умер на 75 тысячах (подробнее в конце статьи).
Как человек теоретически подготовленный (учился 5 с половиной лет на инженера по специальности «Автомобилестроение» и несколько лет проработавший в этой теме), а также на своем авто столкнувшийся с поломкой шарнира я могу назвать основные причины поломок.
Все нагруженные элементы шарниров изготавливаются из высокопрочных материалов, детали изготавливаются с высокой точностью и новый шарнир не имеет люфтов и зазоров. Со временем трущиеся детали (ролики, шарики, корпус, сепаратор) изнашиваются и появляются зазоры.
Именно появившиеся зазоры и являются причиной двух основных неисправностей ШРУСов:
- Хруст
- Вибрация при разгоне автомобиля
Копнем еще глубже, а что же может привести к преждевременному появлению зазоров?
Шарнир должен быть герметично защищен от дорожной пыли и грязи, эту функцию выполняет пыльник, который изготавливается из резины и снаружи одевается на ШРУС.
В ходе эксплуатации на пыльнике образуются трещины, и даже порывы, соответственно его герметичность теряется, а попадающая в шарнир пыль выступает в качестве абразива и быстренько попадает к трущимся элементам, ускоряет их выработку и увеличивает зазоры.
Самое интересное, что предотвратить такую нелепую «смерть» ШРУСа, может только постоянный визуальный контроль за состоянием пыльников (хотя бы раз в 5–7 тысяч км. пробега). А многие ли из Вас это делают? Вот и я не делал, за что и поплатился.
Хочу дать совет, тем, кто вовремя обнаружил прорыв пыльника и планирует его замену. Пыльник должен на 100% закрывать ШРУС и быть герметичным. Оригинальные изделия весьма дороги и возникает соблазн снять пыльник и подобрать наиболее подходящий аналог. Не делайте этого, не повторяете мои ошибки, сэкономленная 1000 рублей, может в дальнейшем обернуться покупкой нового ШРУСа, который может стоить от 5 до 15 тысяч рублей.
Также обращайте внимание на смазку, особенно привередливы к ней подшипники трипоидного типа, так как там имеются игольчатые подшипники. Поэтому для закладки во внутренний ШРУС недопустимы смазки, имеющие твердые смазывающие добавки, а также в состав которых входит дисульфид молибдена, но для наружного смазка с дисульфидом молибдена допустима и скажу больше даже рекомендована. Как вы поняли, что еще одной причиной преждевременной «кончины» ШРУСА является неправильная смазка.
Хруст, также верный признак выхода ШРУСа из строя, сначала он появляется только на вывернутых колесах, потом дает о себе знать при малых углах и даже на прямых колесах. Причиной хруста может являться попадание грязи вследствие разрыва пыльника, а в некоторых случаях причиной может являться неудачный наезд на бордюр или попадание в яму на приличной скорости.
Моя жизненная история
Дело было так: при интенсивном разгоне начала появляться вибрация, после первых диагностических операций был приговорен подвесной подшипник правой полуоси (левая полуось короче и на ней нет подшипника). Поменял, вибрация стала меньше, но не пропала.
При дальнейшей эксплуатации вибрация стала усиливаться, тут то я как раз и обнаружил порванный пыльник на левом внутреннем ШРУСе. Сначала хотел отделаться малой кровью, то есть заменить смазку и пыльник. Это чуть продлило жизнь ШРУСу, но от вибраций естественно не спасло. На тот момент оригинальный шарнир стоил 7 тысяч, жаба естественно взяла свое и в итоге куплен ШРУС фирмы pilenga, который подошел по .
Когда мы разобрали привод, то очень сильно удивились, что шарнир не подходит, а точнее не подходит число шлицов. ШРУС был успешно отмыт и отдан в магазин, а я в расстроенных чувствах стал ездить дальше.
Так я и ездил на протяжении 7–8 тысяч км., пока вибрация не стала дикой и разгоняться свыше 90 км/ч, вообще было страшно. Теперь необходимость замены была на лицо и, позвонив в один из интернет-магазинов, за 7 тысяч рублей я нашел не то, что ШРУС, а привод в сборе, то есть 2 шарнира и ось.
Оформил заказ с доставкой, которая, кстати, была бесплатной, и вечером привод был у меня, я очень опечалился, когда мне его привезли, так как привод был той же марки pilenga.
В итоге все закончилось благополучно, во-первых привод подошел, а во-вторых второй ШРУС тоже был неисправен и очень хорошо, что я не купил только один шарнир. Отсюда следует два вывода: все необходимо делать вовремя и скупой платит дважды.
Теперь вы знаете всё о ШРУСах, их возможных неисправностях, а самое главное о профилактике этих неисправностей.
ШРУС, шарнир равных угловых скоростей или гомокинетический шарнир - устройство, пришедшее на смену карданному шарниру и предназначающееся для передачи крутящего момента при больших, до 70°, углах поворота колес. В среде автомобилистов механизм получил название «граната». Причина этому - внешнее сходство с боеприпасом.
Сегодня гомокинетические шарниры используются на машинах, оборудованных передним приводом, а также на полноприводных ТС. Применение устройства на автомобилях с задними ведущими колесами - редкость. Однако подобные экземпляры существуют. Продаются и комплекты, позволяющие заменить ШРУСОМ крестовину карданного вала на отечественной «классике».
На одном колесном приводе имеется два шарнира - внешний и внутренний. ШРУС привода наружный не имеет существенных отличий от внутреннего. Подобная конструкция позволяет добиться хорошего выворота колес без потерь в мощности и работы шарнира «на износ».
Сегодня ШРУС является основным и хорошо изученным способом передачи момента при повернутых колесах.
Диагностика этого элемента производится любым автосервисом. Однако ремонту узел не подлежит. При его неисправности требуется полная замена шарнира.
Виды ШРУСов
За время существования устройство внутреннего ШРУСа и его наружной разновидности несколько раз видоизменялось. Прежние модели шарнира оставались в ходу наряду с новыми разработками. Сегодня известно 4 основных конструкции шарнира.
- Кулачковые (сухариковые). Состоят из 2-х фасонных дисков и аналогичного количества вилок. За счет большой площади сцепления способны выдерживать интенсивные нагрузки, однако не лишены существенных конструктивных недостатков.
На автомобилях, оснащенных кулачковыми шарнирами, можно ездить только на небольших скоростях. В противном случае узел греется и выходит из строя. Сухариковый тип устройства распространен на грузовом транспорте. - Трипод. Этот вид шарнира состоит из 3-х роликов, которые помещены в специальную чащу. Передача углового момента происходит за счет смещения роликов.
Такие виды ШРУСов используются для малогабаритных автомобилей . На триподе ездят некоторые легковые авто и машины, не предназначенные для перевозки тяжелых грузов. - Карданные спаренные. По сути, представляют собой пару карданных шарниров, за счет взаимного вращения выравнивающие скорость работы друг друга. Такие конструкции активно использовались в американском автомобилестроении 20-х годов прошлого века. Сегодня спаренными шарнирами оснащают некоторые модели строительной техники и тракторов.
- Шариковые. Эта модель узла является самой распространенной. Шарнир состоит из корпуса, сепаратора, обоймы и 6 шариков. Последние перемещаются по косым канавкам на внутренней поверхности наружной обоймы, чем обеспечивают передачу момента.
Существуют и промежуточные модели узла: четырехшариковые, жесткие триподы. Однако они не имеют широкого распространения, так как являются не слишком надежными и совершенными.
Почему хрустит ШРУС
В процессе эксплуатации автомобиля водитель порой слышит слабый хруст - хрустит граната. Обычно это становится заметным при повороте колес на максимальный угол.
Почему хрустит ШРУС? Что делать в такой ситуации?
Хруст является свидетельством неисправности узла. Изначально появляясь только при вывернутых колесах, позднее он начинает возникать и при прямолинейном движении. Посторонние звуки, издаваемые шарниром, требуют его замены.
Узнать, какой ШРУС хрустит, просто. Достаточно оставить снаружи помощника, выкрутить колеса и медленно тронуться. Оставшийся на улице человек будет отчетливо слышать, откуда доносятся звуки.
Если диагностика производится самостоятельно, следует вывесить передние колеса авто и осмотреть пыльники. Хрустящую гранату можно выявить по их повреждению.
Дело в том, что причиной хруста обычно становится пыль и песчинки, попавшие в шарнир через разрывы резинового колпака. Также в неисправности можно заподозрить узел, на котором был выявлен больший, чем на всех остальных шарнирах, люфт.
Как эксплуатировать авто с хрустящей «гранатой»
Многих автомобилистов волнует вопрос о том, сколько можно ездить с неисправным ШРУСом. Если поломка проявляется только в поворотах, эксплуатировать узел можно довольно долго. Важным условием его «реанимации» является замена смазки и пыльника.
При выполнении поворотов следует придерживаться невысокую скорости. Если сломан внутренний ШРУС, для его окончательного выхода из строя понадобится больше времени, чем в случае с наружным.
Когда посторонние звуки возникают при езде прямо или не исчезают вовсе, замену узла нельзя откладывать. Подобный шарнир может окончательно сломаться в любой момент. Это сделает дальнейшее движение невозможным.
Большинство современных автомобилей оснащаются устройствами, помогающими им уверенно двигаться и поворачивать. К таким устройствам относится ШРУС. Что же такое ШРУС в автомобиле?
Зачем нужен ШРУС
Для понимания того, что такое ШРУС, стоит вспомнить исключительно заднеприводные машины на заре массового автопроизводства. Направление движения менялось с помощью обычных рулевых тяг. У старых переднеприводных машин система карданов передавала крутящий момент на передние колеса. Это сопровождалось вибрацией и шумом, неровной работой, мощностными потерями в поворотах. Подобные механизмы, прочие части трансмиссии, автошины отличались недолговечностью.
С появлением на ведущих колесах шарниров равных угловых скоростей (ШРУС) ситуация кардинально изменилась. Вне зависимости от угла расположения валов усилие на колеса передавалось одинаковое. Мощность мотора в этом процессе не терялась. Исчезли тряска и шумы, изделия нового типа работали надежнее и продолжительнее. Сегодня, помимо легковых автомобилей, их применяют на иных видах колесного транспорта. Такие механизмы работают на грузовиках, внедорожниках, специальных автомашинах с многоколесными поворотными системами.
Где же находиться ШРУС, сколько ШРУСов в автомобиле? ШРУС располагается на передней полуоси автомобиля, обычно по две штуки на сторону, всего четыре, но бывает и один на сторону, зависит от конструкции автомобиля.
Какими они бывают ШРУСы
ШРУСы бывают не только наружными, встраиваемыми в ступицу. Конструкторы разработали внутренний ШРУС, передающий вращение от коробки передач на колесный привод. В управлении транспортным средством и обеспечении его безопасности внутренние и наружные ШРУСы выполняют уникальную функцию.
Главное отличие внутреннего от наружного ШРУСа, в том, что наружный передает вращение с оси приводного вала на колеса, а крутящий момент, передаваемый при помощи внутреннего ШРУСа, идет с КПП на приводной вал.
В шариковом ШРУСе удерживаемые сепаратором шарики, во время вращения вала перемещаются по сферическим канавкам. Крутящий момент через обойму передается на ведомый вал и далее непосредственно на колесо.
Обычно он представляет собой:
- совмещенный с ведомым валом сферообразный корпус;
- шароподобную обойму, соединенную с ведущим валом;
- шесть шариков расположенные в обойме;
- сепаратор удерживающий шарики.
Принципиальное отличие ШРУСа трипоидного типа в отсутствии сепаратора и наличии вращающихся с помощью игольчатых подшипников роликов на трехлучевой вилке. Подобный трипоид допускает продольное перемещение. В нем отсутствует сепаратор. Функции шариков выполняют ролики трипода, движущиеся по своим канавкам внутри корпуса шарнира.
Проблемы ШРУСов
Нередко такие ШРУСы сами сигнализируют, что у них не все в порядке. Чаще это происходит с внешними, которые помимо большой нагрузки, сталкиваются на дороге с камнями и другими предметами. Когда в них попадает пыль и грязь, механизм изнашивается и начинает при поворотах хрустеть или скрипеть. Это может означать недостаток или отсутствие смазки.
Помимо плохой смазки причинами повреждений ШРУСа могут быть:
- низкое качество используемых смазочных материалов;
- некачественное изделие, которое может быть поддельным или бракованным;
- повреждение пыльника с последующим попаданием в него песка и грязи;
- плохие дороги;
- чрезмерно активный стиль вождения.
Проблемный шарнир надо снять и осмотреть. Шариковый ШРУС можно не менять, достаточно удалить смазку, промыть в керосине и протереть. В случае если шарики и элементы конструкции целы, его собирают, наполняют свежей смазкой и устанавливают назад. Трипоидные ШРУСы целесообразнее менять, используя только ту смазку, которая рекомендуется при их покупке.
Несмотря на одинаковые функции, наружные ШРУСы в силу большей нагрузки чаще выходят из строя. Своевременная их замена поможет избежать неприятностей на дороге, сохранить здоровье и жизнь людей.
Что нужно для проверки
Шарнир, передающий вращение от КПП, испытывает немалые нагрузки, связанные с постоянным изменением положения полуосей, силой трения и другими факторами. В результате образуются зазоры, возникают шумы и звуки. В таких случаях нужна проверка.
Чтобы понять, как проверить внутренний ШРУС, можно воспользоваться несколькими приемами.
- Подняв машину на подъемнике, включить первую скорость. Неисправный ШРУС сразу хрустом сообщит о проблеме.
- На стоящем автомобиле до упора вывернуть рулевое колесо. Запустить двигатель и тронуться. Если при наборе скорости появляется хруст, надо запасаться новым устройством.
- Обратить внимание на появление слабых рывков в начале движения машины, незначительные ускорения или замедления.
- Проверить возникновение хруста при переезде через неровности, ямы, сугробы или резком наборе скорости.
Особого внимания требует люфт, который приводит к вибрации на скорости. Мастера для проверки советуют взяться за внутренний шарнир в том месте, где из него выходит привод наружного шарнира. Покачать в разные стороны. Если люфт более полутора десятков миллиметров, устройство надо безотлагательно менять вместе с валом. Эксплуатировать транспортное средство в таком состоянии опасно.
До того, как проверить ШРУС, лучше договориться с помощником, который со стороны будет фиксировать признаки неисправности. Проверка внутреннего ШРУСа, как профилактическое мероприятие, необходима каждые пару месяцев, а после движения в сложных дорожных условиях – незамедлительно.
Как защитить механизм ШРУСа
Многие шарниры равных угловых скоростей служат долго и безотказно. Однако попадание в них песка и грязи может в скором времени потребовать покупки новой детали. Поэтому, до того как начать проверять ШРУС, следует разобраться с его защитой. Она представляет собой конусовидный резиновый или силиконовый чехол с гофрированной поверхностью, закрывающей шарнир. Защиту еще называют пыльником. Он одновременно выполняет функцию резервуара смазочного материала. С двух сторон пыльник плотно закрывается металлическими хомутами, предотвращающие попадание воды, грязи и песка, а также для недопущения вытекания смазки.
Опытные автомобилисты считают, что ревизию пыльников следует проводить регулярно для выявления деформаций и повреждений вроде разрывов, трещин, ослаблений хомутов и пр. Полезно во время осмотра пыльников проверить состояние их хомутов и при необходимости заменить их винтовыми. Иногда рекомендуют заменять пыльники по мере их выхода из строя. Если приходится снимать привод целиком с двумя ШРУСами, разумно при этом сразу ставить на оба новые чехлы. Так своевременно можно предупредить выход устройства из строя.
Владельцам транспортных средств с передним приводом стоит знать, что такое ШРУС в автомобиле. Данный узел имеет еще несколько жаргонных названий среди бывалых автомобилистов.
Желающим иметь представление о том, каким образом расшифровывается аббревиатура ШРУС, подскажем, что за этими литерами скрывается шарнир равных угловых скоростей. Применение его стало актуальным в период разработки первых машин с передним приводом. Преимущества подобного типа транспорта знает практически каждый автолюбитель, так как в их перечень входят такие плюсы:
- более предсказуемая и эффективная управляемость машиной;
- повышенная степень проходимости, в отличие от заднеприводных аналогов;
- экономичный расход топлива.
Одной из основных проблем, возникающих в процессе передачи вращения, служили немалые потери мощности. Также к минусам переднеприводной конструкции относили другие факторы:
- стандартные крестовые шарниры чрезвычайно быстро выходили из строя;
- на колеса вращение передавалось достаточно неравномерно;
- в процессе работы на обычных шарнирах появлялась чрезмерная вибрация;
- основные элементы, участвующие в передаче движения (валы, шестерни, шлицевые соединения и пр.), подвергались чрезмерно интенсивным силовым нагрузкам.
Изобретенный инженерами-автомобилистами автомобильный ШРУС в первой четверти прошлого века помог разрешить описанные технические проблемы. Новый узел стал передавать получаемую мощность практически без потерь к колесам .
Успех применения шарнира в переднеприводной технике позволил задействовать принцип и в заднеприводном транспорте. Подобный узел автокомпании монтируют в авто с ведущей второй парой и с независимой подвеской.
Принято считать, что одним из родоначальников подобной конструкции стал французский изобретатель Грегуар. Он получил официальный патент на кулачковый механизм в двадцатых годах прошлого века. Формат спаренного кардана равных угловых скоростей оказался востребованным в машинах американских марок.
Благодаря своей оригинальной форме многие автомобилисты называют такой шарнир «гранатой». Соответственно, граната и ШРУС - это одно и то же, поэтому можно пользоваться и таким прозвищем автомобильного узла. Похожий на опасные боеприпасы элемент конструкции автомобиля способен передавать вращение при значительных углах поворотов колес, которые могут достигать 70 градусов.
Каким образом работает и как устроен ШРУС
Устройство ШРУСа автомобиля во многом зависит от типа данного автомобильного узла. Аналогичные гомокинетические шарниры можно обнаружить не только на переднеприводных авто, но и на полноприводных машинах.
Обычно на одном приводе с каждой стороны присутствует два варианта шарниров: внутренний и внешний. Между ними мало конструкционных различий. Получается, что всего в авто оказывается четыре «гранаты». Данный тип сборки позволяет добиться максимального выкручивания колес без существенного снижения мощности и без большого силового нагружения соединений.
Диагностические работы с узлом могут быть проведены в любом автосервисе или в гаражных условиях. Принято считать, что ШРУСы не относятся к ремонтопригодным конструкциям. Если происходит их износ или существенное механическое повреждение, то проводится полная замена шарниров.
Чтобы понять, как работает ШРУС и где он располагается, достаточно заглянуть со стороны дна автомобиля в подкапотную зону. Визуально «граната» напоминает подшипник, только большего размера. Традиционно в конструкцию входят такие элементы:
- корпус цилиндрической формы, оснащен обоймой с радиальными или продольными канавками;
- металлический сепаратор, помогающий фиксировать шарики в своих зонах;
- комплект из шести шариков, изготовленных из прочной легированной стали;
- обойма внутри в формате звезды;
- дополнением корпуса служит шлицевой ведущий вал (представляет собой ручку «гранаты»), соединенный с выходными валами от КПП или с передними ступицами.
Внутренние шарниры, контактирующие с коробкой передач, помогают компенсировать колебания подвески в вертикальной плоскости. Задачей второй пары (внешней) является передача крутящего момента на колеса при любом образовавшемся угле поворота с минимальными потерями.
Для фиксации ШРУС на приводном валу инженеры предусмотрели обязательное стопорное колечко. Оно монтируется с тыльной стороны внутренней обоймы. Для предотвращения проникновения механических загрязнителей снаружи предусмотрены конструкцией резиновые пыльники, изготовленные в виде гармошки. Они фиксируются по краям при помощи затяжных хомутов.
Важно знать, что внешний и внутренний ШРУС отличаются между собой формами канавок и наружных обойм. Внутренний оснащен шестью полукруглыми пазами, нарезанными вдоль основной оси вала, а на внешнем расположение канавок – радиальное.
Нормальным является положение у приводных валов такое, при котором обеспечен конструкционный небольшой уклон в сторону ступиц. Во время движения транспортного средства по неровной дороге полуось в вертикальной плоскости полуось слегка колеблется, что сопровождается перемещением шаров в продольных пазах внутренних шарниров.
Соответствующие процессы происходят в наружной паре. Во время поворота шары перекатываются вместе с сепаратором в радиальных пазах. При этом осуществляется изменение положения внешней обоймы относительно внутренней. Происходит передача крутящего момента на шары и наружную обойму от шлицевого хвостовика, а далее к ведомому валу и второй обойме.
Основная задача, возложенная конструкторами на данные шарниры, состоит в том, чтобы обеспечить аналогичные скорости вращения для каждого из колес во время любого типа поворота. Основным отличием передней «гранаты» от заднего редукторного привода является то, что ШРУС вынужден функционировать в условиях густой смазки, охватывающей сопрягающиеся элементы. Для отечественных машин традиционно используют смазочный материал марки «ШРУС-4».
Разновидности конструкций
В процессе разработок конструкторы пытались сформировать оптимальный формат для шарнира. Формировались оптимальные параметры для узла. В результате на серийных автомобилях можно встретить одну из четырех разновидностей конструкции.
Шариковые
Данный тип является наиболее распространенным в легковых автомобилях отечественных и зарубежных марок. В его основе предусмотрен наружный корпус с шестью канавками и внутренняя обойма с аналогичным количеством канав. Разделяет их блок из шести шариков, удерживаемых сепаратором.
В процессе работы шары движутся по пазам. Таким образом обеспечивается передача крутящего момента даже под большим углом.
Трипоидный
В подобной конструкции шарики отсутствуют. Вместо них момент передается благодаря роликам. Трипоидный ШРУС внутри удерживает ролики внутри чаши на пальцах опоры за счет встроенных подшипников.
Момент начинает передаваться в процессе смещения положения роликов. Основным транспортом, где удастся выявить подобные узлы, являются легковые автомобили или малотоннажные грузовики.
Кулачковые
В некоторых источниках такие ШРУСы иногда называют «сухариковыми». В состав входит пара вилок и пара фасонных дисков. Инженеры обеспечили большую площадь контакта каждой вилки, что позволило отдельным элементам подобных шарниров в процессе эксплуатации стойко переносить высокую силовую нагрузку.
Рекомендуется использовать подобный тип на автотранспорте, рассчитанном на невысокие скорости. Иначе происходит существенное повышение температуры в местах сочленения и быстрый выход узла из строя. Принцип работы ШРУСа кулачкового типа актуален для грузового транспорта с высокой тоннажностью.
Спаренные карданные
В современных легковых машинах от данного типа шарниров давно отказались. Встретить их можно в ретромобилях американского производства либо в современной строительной технике, включая трактора, определенные модели грузового подвижного состава. Иногда такие «гранаты» попадаются на внедорожниках.
Состоят спаренные ШРУСы из двух классических карданных шарниров. Благодаря взаимному вращению удается выровнять скорости работы каждой пары.
Кроме перечисленных разновидностей, можно встретить шарниры, сочетающие в себе черты нескольких популярных типов. Однако, они зачастую оказываются менее надежными. К таким вариантам относится, например, жесткий трипоид, шарикоподшипниковый тип.
Возможные неисправности узла
Изначально инженеры автомобильных компаний закладывают высокий эксплуатационный ресурс для шарниров равных угловых скоростей, который при нормальных условиях эксплуатации сопоставим с ресурсом базовых элементов автомобиля. Однако, в отечественных условиях ШРУС может выйти из строя гораздо раньше запланированного конструкторами срока вследствие интенсивного механического износа.
Основная проблема проявления неполадок заключается в изношенности или повреждении пыльников. В течение эксплуатационного периода резиновый гофрированный чехол может получать следующие негативные факторы:
- покрываться трещинами;
- получать механические внешние повреждения;
- портится из-за низкокачественной смазки и пр.
После возникновения разгерметизации дорожная пыль и грязь проникает под резиновую гофру вместе с влагой и образуют агрессивную среду из абразивных частиц и воды. Через несколько километров пробега водитель начинает слышать из подкапотного пространства характерный треск, который может привести к заклиниванию и поломке. Особенно активно треск проявляется во время поворотов.
Второй частой причиной является неправильное вождение автомобиля. Агрессивная манера управления приводит к неоправданным экстремальным нагрузкам на силовой блок. Шарнир отрицательно воспринимает систематическое торможение при помощи трансмиссии и резкий старт, особенно когда колеса находятся в вывернутом положении. В подобном положении ШРУС находится в частично зажатом положении и подвергается высоким нагрузкам.
Третьей по популярности проблемой являются всевозможные конструктивные вмешательства любителей тюнинга. Такие автовладельцы повышают выходную мощность двигателя и увеличивают момент на выходном валу. Однако, шарниры большинства автомобильных компаний не рассчитаны на такое усилие, что приводит к быстрому выходу их из строя из-за дополнительного момента.
Применение смазочных материалов
Для большинства шариковых шарниров с шестью шарами должна применяться смазка на основе дисульфида молибдена. Работающим в обычных условиях сопряжениям достаточно двухпроцентного раствора, а для пар, эксплуатируемых в высоконагруженных условиях, потребуется пятипроцентная смазка. Это предписание указано для большинства автомобилей.
Важно знать, что для шарнира равных угловых скоростей недопустимо использовать графитовую смазку.
В конструкции с трипоидом, где встроены игольчатые подшипники молибден не используется. Во всех системах водителю рекомендуем проводить регулярный осмотр целостности защитного кожуха. Делать осмотр стоит примерно через каждые 5 тыс. км пробега, чтобы продлить ресурс работоспособности узла. При выявлении повреждений необходимо проводить работы по замене смазки или шарнирных валов.