Ликбез. Что нужно знать о ШРУСах?

Что такое ШРУС в машине

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) – подвижная деталь ходовой переднеприводных и полноприводных автомобилей. Однозначной версии истории разработки детали и первой установки её в автомобиля нет. Вероятнее всего, первый подобный механизм сконструировал и запатентовал А. Рцепп в 20-х годах прошлого века. Широкое распространение узел автоподвески получил в середине 20-го века.

Изобретение ШРУСа позволило решить следующие проблемы:

  • Преодолеть неравномерность передачи вращения колеса;
  • Снять вибрацию;
  • Нивелировать перегрузки на шестерни и валы во время движения ТС.
Общий вид ШРУСа в автомобиле

Общий вид ШРУСа в автомобиле

ШРУС позволил передавать крутящий момент на управляемые колёса без потери мощности. В современном автомобилестроении гомо-кинетические шарниры устанавливают на всех переднеприводных и некоторых моделях полноприводных автомобилей.

Это важно! Качественный ШРУС отличается повышенным ресурсом: при своевременных профилактических мероприятиях производители гарантируют равенство срока службы детали периоду эксплуатации автомобиля. Бережная езда позволяет использовать конструкцию длительный срок без замены.

Для чего нужен

В сленге автомобилистов узел именуют «граната», поскольку он по форме похож на этот боеприпас. ШРУС – деталь подвески машины, обеспечивающая энергию вращения и позволяющая управлять поворотом колёс до 70 градусов. Шарниры передают крутящий момент на ведущие колёса, что позволяет вращать их и одновременно управлять.

Граната обеспечивает поворот колёс транспортного с

Граната обеспечивает поворот колёс транспортного средства на 70 градусов

На колесе присутствует два ШРУСА: внутренний и внешний. Одновременная работа двух шарниров позволяет колёсам беспрепятственно вращаться, независимо от вертикального отклонения полуоси, поворотов, развала-схождения. Прямые канавки внутренних шарниров обеспечивают перемещение деталей вдоль оси, что компенсирует вибрации двигателя и колебания передней подвески. Радиусные канавки внешних увеличивают угол поворота ШРУСа и соединённого с ним колеса.

Кулачковые

Включают в себя пару фасонных дисков и вилок. Увеличенная площадь сцепления деталей позволяет этому виду выдерживать повышенные нагрузки. Авто с кулачковыми ШРУСами передвигается исключительно на средних скоростях.

Детали кулачкового ШРУСа

Детали кулачкового ШРУСа

Трипоидные

Основная часть данной разновидности – трёхлучевая вилка, помещённая в корпус. На каждом луче находятся ролики, вращающиеся на игольчатых подшипниках. Вилка напрессована на шлицы вала, соединённого с КПП. На внутренней части корпуса ШРУСА нанесены канавки, обеспечивающие поворот детали. Трипоидные шарниры делятся на универсальные и жёсткие. Универсальные применяются как внутренние ШРУСы, жёсткие – как внешние, поскольку обеспечивают передачу под большим углом.

Трипоидные шарниры в разобранном состоянии

Трипоидные шарниры в разобранном состоянии

Шариковые

Наиболее распространённая модель, состоящая из корпуса, сепаратора, обоймы и шариков. Перемещаясь по канавкам, шарики передают колёсам крутящий момент.

Шариковые гранаты включают в себя 6 металлических

Шариковые гранаты включают в себя 6 металлических шариков одинакового диаметра

Карданные спаренные

Состоят из пары карданных шарниров, выравнивающих движение друг друга.

Карданные спаренные шарниры не пользуются популярн

Карданные спаренные шарниры не пользуются популярностью из-за сложности

Из чего состоит ШРУС

Конструкция ШРУСа зависит от его разновидности. В основе всех видов лежат корпус и обойма. Внутри основных элементов конструкции нанесены канавки для движения шариков, жёстко соединяющих части детали.

Наружный ШРУС передаёт крутящий момент под различными углами без потерь. Менее подвижный (с углом поворота 20 градусов) внутренний шарнир. Внутренний ШРУС – трипоид с роликами на подшипниках, которые движутся по канавкам в ответном стакане. Он компенсирует ход подвески и обеспечивает неразрывность вала.

Основные узлы ШРУСа

Основные узлы ШРУСа

Принцип работы детали:

  • Число канавок внутренней обоймы совпадает с количеством подшипников в ней;
  • Кулак и корпус разделены подшипниками, удерживающими сепаратор;
  • Подшипники двигаются по большому диаметру корпуса и по меньшему кулака;
  • Вследствие этого возникает вращательный момент, транспортирующийся на внутреннюю обойму и ведомый вал;
  • При смене угла между полуосями подшипники передвигаются по внутренним канавкам и передают крутящий момент.

Видео

Как решить проблему

Определив, какая именно деталь неисправна, ее нужно снять, разобрать, хорошенько промыть и внимательно осмотреть. При наличии видимых повреждений, дефектов и люфтов придется купить новый шрус, так как ремонт в данном случае невозможен. Причем, одновременно с установкой новой детали придется выполнить также замену пыльника шруса.

А вот когда шарнир в порядке, целостность не нарушена, его после промывки необходимо покрыть смазкой шруса и установить на прежнее место.  К слову: новую деталь также необходимо набить смазкой, поместив ее и под пыльник.

Смазка подвижной части шарниров является обязательным условием их эффективной работы. Согласно общепринятым стандартам, при сборке детали для внутреннего шруса необходимо использовать около 100 гр. смазки, на внешний ее идет немного меньше.

Устройство шарнира равных угловых скоростей

Так как нас интересует шариковый шарнир, то рассмотрим его устройство. Из-за того, что элементы не находятся в масле (в отличие от заднего моста), то устройство называется «сухим». Устройство конструкции шарикового шруса довольно простое.

Из чего состоит ШРУС:

  • Корпус. Представляет собой полусферу, чашу. В нее устанавливается ведомый вал.
  • Нижняя часть. Это кулачок в виде сферы с ведущим валом.
  • Сепаратор. Это кольцо с отверстиями, в которые устанавливаются металлические шарики и удерживаются там.
  • Шарики из металла. Подвижные элементы. Их 6.


устройство шарнира равных угловых скоростей

Где располагается граната в машине

Повторимся, что запчасть присуща только переднеприводным авто. Машины с задними ведущими колесами приводятся в движение другим валом – карданом. А потому ответ на вопрос что такое граната и где она находится в автомобиле актуален лишь для первого случая.

Расположены гранаты в передней части автомобиля. В каждой машине находится 4 гранаты: по две на колесо. Это необходимо для того, чтобы подвеска могла нормально поднимать и опускать колесо на кочках и при этом рулить. Определить их визуально достаточно легко по гофрированным резиновым пыльникам.

Обычно пыльники бывают черного цвета, но можно вст
Обычно пыльники бывают черного цвета, но можно встретить коричнево-красные или прозрачные модели

Первая гранта в паре вставляется в ступицу колеса и называется внешняя. Она отвечает за хождение колеса вверх-вниз и за его поворот влево-вправо. Этот узел испытывает самые большие нагрузки, а потому изготавливается достаточно большого размера.

Второй шарнир вставляется в коробку передач и называется внутренним. Его задача обеспечить небольшое хождение колеса вверх и вниз на неровностях. Нагрузки на него меньше, а потому и размер скромнее.

Левый шарнир втыкается в ступицу колеса, а правый
Левый шарнир втыкается в ступицу колеса, а правый в выход КПП. Между ними полуось

Между собой наружная и внутренняя гранаты соединены полуосью с продольными шлицами. Именно эта составная конструкция, состоящая из трех деталей, обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя колесам.

Видео о ШРУСе, его разборке и причинах хруста
Видеоролик об устройстве и принципе работы гранаты

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:

  1. Корпус с наружной обоймой.
  2. Сепаратор.
  3. Внутренняя обойма.
  4. 6 шариков.
  5. Вал.
  6. Кольцо стопора.
  7. 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.

Виды и виды конструкций

Вполне возможно создать универсальный шарнир, который перекроет все потребности. Но вопрос цены и прочности иногда заставляет применять компромиссные решения, которые с точки зрения чистой техники несовершенны.

Кулачковые

Такие шарниры состоят из двух фигурных вилок, входящих одна в другую, между которыми расположены вкладыши и диск, передающие вращение без рывков под значительными углами.

При всей примитивности шарнира выполняется он дост

При всей примитивности шарнира выполняется он достаточно точно, способен передавать значительные моменты при компактности конструкции, прочен и надёжен. Но потери в нём высоки, что превращается в проблему на высоких скоростях. Поэтому используются кулачковые ШРУС только на тяжёлой тихоходной технике.

Трипоидные

Имеют трёхшиповую конструкцию, а на каждый шип надет игольчатый подшипник со сферической наружной обоймой. Эти обоймы скользят по направляющим канавкам, выполненным изнутри наружного корпуса ШРУС.

Очень прочны, долговечны, терпимы к качеству смазк

Очень прочны, долговечны, терпимы к качеству смазки, но плохо работают при больших отклонениях вала, вызывая вибрации. Поэтому используются обычно на легковых машинах с небольшими ходами подвесок в качестве внутренних ШРУС.

Шариковые

Наиболее распространённые и совершенные конструкции. Шестишариковый ШРУС можно встретить практически на каждом автомобиле, имеющем передний привод, в качестве наружного шарнира.

Шарнир состоит из:

Шарнир состоит из:

  • корпуса, играющего роль наружной обоймы, в которое нарезаны направляющие для связывающих шарнир стальных шариков;
  • внутренней обоймы, также обладающей пазами под шарики;
  • сепаратора, ограничивающего лишнюю подвижность шариков;
  • чехла-пыльника, играющего большую роль в сохранении смазки, чистоте и долговечности всего устройства.

Шарнир прекрасно работает на любых скоростях, имеет высокий КПД и достаточно долговечен. Из недостатков только высокая цена, обусловленная качественными материалами и точностью изготовления.

Карданные

ШРУС на основе карданного шарнира может считаться таковым только если в нём применены две крестовины, развёрнутые относительно друг друга на прямой угол. Тогда неравномерность вращения одной компенсируется работающей в паре.

Конструкция громоздкая, тем не менее часто применя

Конструкция громоздкая, тем не менее часто применялась из-за своей прочности, неприхотливости и ремонтопригодности. В основном на внедорожниках.

Разновидности — наружные и внутренние

 	Если говорить о конструкции, то шрусы бывают нес

Если говорить о конструкции, то шрусы бывают нескольких типов, причем, чаще всего используются детали шарикового типа, получившие название трипода или трехшипа. Чтобы вращательный момент передавался надлежащим образом, обязательно наличие 2-х шарниров – шруса внутреннего и наружного. 

Первый входит в коробку передач, а второй, то есть наружный, вставляется в ступицу колеса, являющегося ведущим. Для соединения шарниров между собой используется вал. Внутренний шарнир возмещает осевое перемещение привода, тогда как основная задача внешнего – обеспечивать стабильную передачу крутящего момента при разных углах полуосей.

По состоянию на сегодняшний день существует 4 типа деталей, ставших темой нашего разговора:

  •  сухариковые;
  •  трипоидные;
  •  карданные спаренные;
  •  шариковые. 

Сухариковые устанавливаются преимущественно на грузовых автомобилях, а также на крупногабаритной спецтехнике, используемой в сложных условиях эксплуатации. Трипоидные являются обязательными элементами внутренних конструкций, главная их особенность – внушительное осевое перемещение.

Карданные спаренные используются редко, так как они сложны в плане устройства и практически не подлежат ремонту. Шариковые получили наиболее широкое распространение, именно этот тип шрусов устанавливают на автомобили с передним приводом. 

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.

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:

  1. Обычные шарнирные механизмы быстро приходили в негодность.
  2. Вращение на колёса передавалось неравномерно.
  3. Возникала сильная дополнительная вибрация.
  4. 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.

ШРУСы – что это такое?

ШРУС — это шарнир равных угловых скоростей. Его используются в конструкции независимой подвески на переднеприводных автомобилях. Это деталь обеспечивает не только энергию вращения, но и позволяет управлять поворотом колес. Так, этот узел позволяет выполнить поворот ведущего колеса на угол до 70 градусов. Деталь похожа на ручную гранату, поэтому автолюбители так и прозвали этот шарнир.

Эта конструкция также встречается в автомобилях с задним либо полным приводом, но лишь в моделях с независимой подвеской. В этом случае задние колеса имеют возможность двигаться горизонтально и вертикально. Существует наружный и внутренний ШРУС. Что это за деталь, вы скоро узнаете.

Устройство «Граната»

Принцип действия ШРУСа идентичен всем известному карданному валу, но система такого приводного устройства наиболее усложненная и совершенна.

Крутящий момент с помощью валового распределителя передается без синхронизации (вращение одного распределителя осуществляется соразмерно, а второй вообще не вращается), причём угол движения, где происходит скрещивание, довольно затруднителен, а с помощью ШРУСов происходит безболезненное переворачивание угла при повороте на 73-75 градусов по отношению с осью, причём наделены огромными ресурсами.

Широко распространены Шрусы с равной угловой скоро

Широко распространены Шрусы с равной угловой скоростью, за что должны благодарить появившиеся нынче автомобили с передним приводом, и распространенному подвесочному элементу с независимым движение. Однако впервые этот элемент создан инженерами, которые вплотную подошли к созданию пару сотен лет назад.

По конструкции ШРУСы различаются, и достаточно сильно, что зависит от конструктора, изготовившего автомобиль какой-либо конкретной марки, но в принципе рабочих различий, как работает это устройство, до сих пор не выявлено. С одной стороны, вал, приводящий в движение ступицу, оснащен подшипником, установленным на ступице, а, если по-другому— вращается соразмерно подшипнику, из-за чего момент вращения передается двигателем на направляющую ось, крутящую колеса. ШРУС, установленный снаружи, и представляет обойму, зажатую корпусом и распределительным валом, с проходящими между ними канавкам, которые, в свой черед, передают вращение шариковым роликам, находящимся в жесткой сцепке с соседними шариками.

«Граната» снаружи дожидается, начала крутящего момента и передает его не теряя силы вращения с возможностью передачи любому возможному углу. Шарнир, установленный изнутри, обладает меньшей подвижностью и имеет способность к повороту только до угла в 20 градусов. По укоренившейся традиции, его взаимодействия с роликовыми подшипниками, перемещающиеся внутри канавок в стакане, дающим ответ через 1-1.5 минуты. Этот элемент, называемый «гранатой» предназначен, главным образом, чтобы компенсировать подвесочное скольжение и обеспечивает непрестанное вращение вала.

Из-за отношения ШРУСов к деталям с достаточной нагрузкой, их требуется постоянно смазывать и не допускать воздействия внешних факторов, происходящих в окружающей среде. Для достижения цели всю конструкцию закрывают с помощью герметичного пыльника (из резины или из полиэтилена), к слову, его следует закрепить на валах с помощью хомутов, которые помогут в удерживании.

Если пыльник качественный и целый – это вызывает прямую зависимость срока эксплуатации «гранат», работающих в практически ничем не защищёнными от проливных ливней и пыли.

Что будет, если не менять неисправный ШРУС

При работе изношенный или повреждённый шарнир будет издавать характерный хруст, переходящий в звонкие стуки при разгоне в повороте или прохождении его на высокой скорости с креном автомобиля.

Это означает, что шарики подклинивают и испытывают пиковые разрушающие нагрузки. Закончится это поломкой и отказом передавать момент на колесо, как говорят, привод срезан.

Момент очень опасный, поскольку произойти это может в повороте, где тяга критически важна, да и оторвавшийся вал привода способен создать большие неприятности, а выскочивший внутренний шарнир лишит коробку герметичности, и она потеряет масло. Без эвакуатора автомобиль передвигаться не сможет.

Теги

Adblock
detector