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?
ВИДЫ
ШРУС был изобретен достаточно давно, по наиболее распространенной версии он был изобретен еще в двадцатых годах прошлого века Альфредом Рцеппом. Потому не удивительно, что с тех пор появилось множество разновидностей данной детали:
- сухариковый – устанавливается исключительно на грузовиках;
- триподный – как правило, используется в качестве внутреннего ШРУСа;
- спаренный шарнир – применяется довольно редко в силу сложной конструкции;
- шариковый, или ШРУС Рцеппа – наиболее распространенный вид, который и применяется чаще всего на осях легковых автомобилей.
Именно это изобретение и стало революционным для конструирования легковых авто с передним приводом.
УСТРОЙСТВО ШРУСА
Здесь можно увидеть фото ШРУСа шарикового, благодаря которому станет понятней, что же собой представляет данная деталь в собранном состоянии. Если говорить о ее составляющих, то их, на самом деле, не так много:
- Корпус с наружной обоймой.
- Сепаратор.
- Внутренняя обойма.
- 6 шариков.
- Вал.
- Кольцо стопора.
- Пыльники внешний и внутренний, их удерживают хомуты.
Если собрать воедино эти оставляющие, то они внешне действительно напоминают некую гранату.
Все эти детали собираются в ШРУС наружный и ШРУС внутренний. Внутренний передает вращательные движения к внешнему механизму, в результате и производится изменение угла полуоси по отношению к оси.
Устройство приводного вала
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.
Зачем нужен ШРУС в автомобиле
Необходимость изобретения ШРУСа возникла одновременно с появлением первых автомобилей с передним приводом. 3 основных преимущества переднеприводных машин хорошо известны каждому автомобилисту:
- лучшая управляемость;
- экономичность.
Но, при передаче крутящего момента на управляемые колёса, постоянно изменяющие своё положение, возникали серьёзные потери мощности и другие негативные последствия:
- Обычные шарнирные механизмы быстро приходили в негодность.
- Вращение на колёса передавалось неравномерно.
- Возникала сильная дополнительная вибрация.
- Валы и шестерни трансмиссии работали со значительными перегрузками.
Изобретение автомобильной гранаты в 20-х годах прошлого века позволило полностью решить эту сложную техническую задачу. С помощью ШРУСа крутящий момент на управляемые колёса передаётся без потерь мощности и других недостатков.
Благодаря надёжности и простоте, шарнир равных угловых скоростей также широко используется на заднеприводных машинах, в которых установлена независимая подвеска.
Качественная граната отличается длительным ресурсом работы. При бережной эксплуатации автомобиля необходимость её замены или ремонта возникает крайне редко.
Разновидности передних шарниров
Вышеописанная шариковая конструкция узла – наиболее распространенная, но далеко не единственная. В машинахразличных классов и грузоподъемности используются и другие типы шарниров:
- кулачково-дисковые;
- трипоидные;
- спаренные крестовины.
Кулачковый шарнир равных угловых скоростей представляет собой диск, расположенный между двумя полуцилиндрическими вкладышами, которые, в свою очередь, вставлены в полукруглые вилки кулаков. Последние стоят на концах ведущего и ведомого вала. Подобное устройство позволяет шарниру поворачиваться в двух плоскостях и выдерживать высокие эксплуатационные нагрузки. Узлы применяются на большегрузных автомобилях, включая передний привод отечественного грузовика «Камаз».
Конструкция трипоидного шарнира напоминает шариковый ШРУС и функционирует по похожему принципу. Внутри корпуса гранаты сделано 3 паза, куда вставляются ролики со сферической поверхностью. Последние насажены на пальцы опоры (трипоида), установленной на приводной вал. Вращение роликов обеспечивается за счет игольчатых подшипников.
При повороте передних колес ролики вращаются на подшипниках и перемещаются внутри канавок, передавая крутящий момент в любом положении. Сфера применения узла – легковые машины и коммерческий транспорт малой грузоподъемности.
Рекомендуем: Маркировка моторных масел
Принцип работы спаренных крестовин предельно понятен. «Излом» вала в двух плоскостях достигается за счет установки между двумя крестовинами дополнительного переходника. Подобные шарниры надежны и дешевы, но неспособны обеспечить передачу крутящего момента на высоких оборотах. Спаренные ШРУСы применяются на низкооборотных приводах, например, в сельскохозяйственной либо строительной технике.
Признаки неисправности ШРУСа
ШРУСы относятся к категории наиболее надёжных и долговечных узлов автомобиля. Для защиты от неблагоприятного воздействия шарнирное соединение внутри устройства защищено гибким пыльником. Пыльники препятствуют проникновению к местам контакта деталей шарнира грязи, влаги и пыли. При езде по дорогам с хорошим покрытием и своевременном техническом обслуживании, автомобильные гранаты служат владельцу авто долгие годы без ремонта.
Неисправности шарниров равных угловых скоростей, чаще всего, возникают при активной эксплуатации автомобиля на плохих дорогах или бездорожье. Основными причинами выхода из строя ШРУСов являются:
- Повреждение пыльника и проникновение загрязнений внутрь шарнирного соединения.
- Отсутствие или применение низкокачественной смазки.
- Использование бракованного металла или нарушение технологий при производстве устройства.
Характерным признаком неисправности автомобильной гранаты является появление посторонних звуков при эксплуатации машины (специфического хруста, пощёлкивания или скрежета). Они возникают вследствие попадания частичек пыли или грязи в пространство между элементами шарнира (обоймами и шариками). При ремонте необходимо заменить ШРУС целиком на новый аналог.
Но, в целом шарнир равных угловых скоростей – это устройство, обеспечивающее надёжную, долговечную и эффективную эксплуатацию автомобиля. ШРУС редко становится причиной обращения в автосервис.
Советы автовладельцам
Чтобы шрус раньше времени не сломался, необходимо время от времени заезжать в автомастерскую на проверку целостности защитного кожуха. Если на пыльнике имеются какие-либо дефекты, то стоит его заменить вместе со смазывающим веществом.
При возникновении звука хруста, стоит сразу провести проверку шруса. Если заменить пыльник и смазку своевременно, то впоследствии не придется оплачивать дорогостоящий ремонт. Неисправная деталь первое время не спровоцирует каких-либо серьезных последствий, поэтому на ней еще можно ездить. Однако у неисправного шруса есть свойство блокироваться при движении. Это способно привести к смертельной аварии.
Не нужно забывать, что агрессивная манера вождения выводит механизм быстрее, чем положено. Спокойное вождение и регулярная диагностика пыльника заставит деталь проработать долгий срок.
К сожалению, неисправность шруса определить на слух сможет не каждый. Хруст способны издавать и другие элементы ходовой. Чтобы определить место поломки правильно, рекомендуется обращаться к проверенным специалистам.
Инструкция по замене ШРУСа своими руками.
Первым делом нужно сделать метки общего расположения внутренней и наружной обоймы с помощью маркера или чертилки и далее следовать приведенной ниже инструкции, также советую прочитать статью замена ШРУСа ВАЗ.
- Для начала нужноо зажать шарнир в тисках и вывернуть внутреннюю часть обоймы до упора, попарно извлечь шарики. При этом следует помогать себе отверткой и постукивать молотком.
- После извлечения всех шариков, займитесь установкой сепаратора, который размещают в вертикальном положении, а его окна должны пересекаться с торцом корпуса.
- Далее извлеките кулак с сепаратором, вращая его и одновременно утапливая один из выступов, которые располагаются в окне сепаратора. После того, как данная работа сделана, нужно разъединить указанные детали.
- Теперь необходимо просмотреть все детали и обязательно их помыть и просушить. Если в местах не образовались сколы, выработки, цвет побежалости, следовательно, устройство еще может некоторое время послужить. А один из дефектов на деталях был все же обнаружен, значит, следует заменить их на новые.
Производить сборку механизма нужно исключительно в обратном порядке, но перед этим обязательно все детали необходимо смазать. Данная сборка начинается со вставки внутренней обоймы с сепаратором в наружную (здесь не стоит забывать о метках, которые ставились в самом начале). Шарики закладываются попарно. Шарнир нужно обязательно забить смазкой, например, «ШРУС-4», приблизительно 80 — 100 граммов средства на шарнир. Также можно использовать «литол» и другие схожие консистенции.
Помните, экономить на них не стоит, так как работоспособность шруса во многом зависит от количества нанесенной вами на него смазки. Ее, кстати, нужно еще положить в чехол, 40 — 50 граммов. Дальше выбиваем шарнир по шлицам, надеваем пыльник и затягиваем хомут. Только так пыльник хорошо обеспечит герметичность шарнира. Кроме того при смазке постарайтесь вращать шрус, чтобы смазка распределилась равномерно. Ну, а в самом конце сборки специалисты рекомендуют проверить, не будет ли сильного сопротивления при вращении. Если все в порядке, значит, процедура замены шруса прошла успешно.
Срок службы и обслуживание
Виды шрусов бывают разными, но все они имеют почти одинаковый срок службы и методы обслуживания. Граната считается расходным элементом, который требует периодической замены.
Срок службы заводской детали зависит от следующих аспектов:
Стиля вождения.
Марки авто.
Времени обслуживания.
Первый фактор можно назвать решающим, так как при агрессивном вождении узел испытывает сильные нагрузки. При спокойной езде ресурс детали составляет 100 000 пробега.
Важно также своевременно проходить обслуживание, осмотр пыльников и набивку смазки. Если резиновые детали треснут, то шрус полностью выйдет из строя в течение 14 дней. При попадании влаги этот процесс произойдет еще быстрее, так как вода смоет смазку.
Продлить жизнь гранате можно, выполняя всего два условия:
Не давить сильно на газ при старте и на поворотах.
Менять смазку с пыльниками.
Внешний шрус, в отличие от внутреннего, испытывает больше нагрузок, поэтому дает о себе знать чаще.
Что касается смазки, то есть правила ее замены. Она меняется в следующих случаях:
Во время замены пыльника.
Если пыльник был поврежден.
Если шрус эксплуатировался больше 5 лет.
Автомобиль преодолел свыше 100 тыс км.
Не нужно думать, что чем больше смазки будет нанесено, тем лучше. Это правило работает наоборот.
Принцип работы
Для начала посмотрите видео ролик для общего понимания.
Теперь позвольте рассказать работу по пунктам:
1) Сам корпус ШРУСА, а также нижняя часть имеет продольные канавки, по одной для каждого шарика, то есть всего шесть.
2) Шарики в свою очередь удерживаются сепаратором, они находятся между корпусом и этой нижней частью, то есть они своего рода являются связующим элементом. Они перемещаются по этим продольным канавкам.
3) Усилие передается ведущему валу, к которому прикреплен корпус, далее передается шарикам, они в свою очередь передают нижней части, к которой присоединен ведомый вал.
4) Если автомобиль поворачивает (меняется угол вращения между валами), то шарики перемещаются по канавкам и с такой же силой передают усилие.
Такое строение позволяет установить эти элементы на передние ведущие колеса, которые изменяют свой угол благодаря рулевой рейке.
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.
Строение
Как вы поняли, будем рассматривать именно шариковый ШРУС, потому как остальные практически не применяются в строении (не берусь отвечать за все марки). Строение «сухое» элементы конструкции не находятся в масле (как у заднего моста), они лишь имеют небольшую смазку. Может показаться что это устройство сложное – однако все проще, чем кажется на первый взгляд.
У этого узла всего 4 основные детали:
1) Корпус – сделанный в форме сферической чаши, в которую устанавливается ведомый вал.
2) Нижняя часть – сферический кулачок с ведущим валом.
3) Сепаратор – сделанный в форме кольца с отверстиями, где располагаются и удерживаются шарики.
4) Металлические шары – всего в конструкции их шесть, отсюда и название «шариковый».
Такое простое строение обладает высокой плавностью, автомобиль может развивать скорость ровно без каких-либо толчков. Если сравнить с карданным соединением, то там нет такой плавности.
