Что такое ШРУСы и в чём их опасность
Многие современные автомобилисты никогда не слышали о существовании в их машине загадочных деталей, именуемых ШРУСами. Те же, кто с ними знаком, наверняка уже успели потратить внушительную сумму на ремонт или замену этих компонентов. Рассказываю об устройстве хитрых и чрезвычайно важных элементов автомобиля и раскрываю секреты долгой и беспроблемной эксплуатации «гранат».
Бывалые автомобилисты частенько используют альтернативное название этих деталей — «гранаты». Разумеется, неспроста: если в автомобиле есть граната, рано или поздно она обязательно взорвётся!
Шутки шутками, а доля истины в этом, конечно же, есть. ШРУС — аббревиатура, переводящаяся как «шарнир равных угловых скоростей». Именно эти детали на абсолютном большинстве переднеприводных и на некоторых полноприводных автомобилях с независимой подвеской занимается передачей крутящего момента от двигателя на ведущие колёса. ШРУСы позволяют не просто приводить колёса автомобиля в движение, но и одновременно управлять ими при весьма компактных размерах и скромной массе.
Передача вращательного момента осуществляется между полуосями под углом, величина которого постоянно меняется. «Гранатами» ШРУСы обыватели называют не только за внешнее сходство с боевым метательным снарядом, но также за непредсказуемость и своенравность: поломка ШРУСа гарантированно обездвиживает автомобиль (если у него нет блокировки межколёсногого дифференциала), притом случается она порой внезапно.
Как устроена «граната»
По принципу действия ШРУС похож на всем известный кардан. Однако такой привод намного более сложен и совершенен.
Дело в том, что карданная передача передаёт крутящий момент несинхронно (один вал вращается равномерно, а другой нет), при этом значительный угол скрещивания сильно затруднён. ШРУСы же безболезненно переваривают углы поворота до 70 градусов относительно оси и обладают при этом огромным ресурсом.
Широким распространением шарниры равных угловых скоростей обязаны популярным ныне переднеприводным автомобилям, а также распространению независимой подвески. Однако впервые созданием этой детали инженеры плотно занялись добрую сотню лет назад.
Конструкция ШРУСов может сильно различаться в зависимости от производителя автомобиля и конкретной модели. Однако принципиальной разницы в работе этой системы нет. С одной стороны вал привода соединяется со ступичным подшипником, а с другой — с дифференциалом, что позволяет передавать крутящий момент от двигателя на ведущие колёса. Наружный ШРУС состоит из обоймы и корпуса, в которых имеются канавки. По ним, в свою очередь, ходят шарики, жёстко соединяющие составные части друг с другом. Наружная «граната» должна передавать крутящий момент без потерь под любыми возможными углами. Внутренний шарнир намного менее подвижен и может поворачиваться лишь на угол до 20 градусов. Как правило, он представляет собой трипоид с роликами на подшипниках, которые ходят по канавкам в ответном стакане. Эта «граната» предназначена, в первую очередь, для компенсации ходов подвески и обеспечения неразрывности вала.
Поскольку ШРУСы относятся к силовым и достаточно нагруженным деталям, они нуждаются в смазке и защите от внешнего воздействия окружающей среды. Для этого вся конструкция закрывается герметичным пыльником (резиновым или пластиковым), набитым смазкой и удерживаемым на валах хомутами. Именно от качества пыльника и его целостности напрямую зависит срок службы «гранат», которые работают в практически никак иначе не защищённых от осадков и дорожной грязи местах.
Почему ломаются ШРУСы
Шарниры равных угловых скоростей современных автомобилей рассчитаны на весь срок службы автомобилей, однако нередко они выходят из строя совершенно внезапно для автовладельца и в самый неподходящий момент. Происходит это как по причинам естественного износа подвижных элементов, так и по вине самих автовладельцев.
В большинстве случаев виновниками проблем становятся негерметичные пыльники — в процессе эксплуатации они покрываются трещинами и получают всевозможные повреждения. В результате дорожная грязь и осадки начинают попадать в подвижные соединения и становятся абразивом. Спустя несколько сотен или тысяч километров пробега с порванным пыльником ШРУС сильно изнашивается и начинает хрустеть (обычно в поворотах), а затем попросту заклинивает или теряет ролики подшипников.
Вторая причина поломки «гранат» связана с неадекватным вождением или неграмотным вмешательством в конструкцию машины. Управляя гражданским автомобилем, стоит помнить, что он не рассчитан на длительные экстремальные нагрузки — резкие старты с пробуксовками и систематические торможения трансмиссией. Старты с вывернутыми колёсами, при которых наружные шарниры частично зажаты, приводят к запредельным нагрузкам на их элементы.
В группе риска оказываются и любители тюнинга, «разгоняющие» мотор автомобиля, но забывающие о том, что штатные приводы и ШРУСы не рассчитаны на передачу дополнительного крутящего момента.
Ремонт ШРУСов трудоёмок и возможен далеко не всегда, даже в случае если на вашем автомобиле всего лишь повреждён один из пыльников. Как правило, производитель изначально не закладывает в конструкцию возможности ремонта — весь приводной вал заменяется на новый. Нетрудно догадаться, что удовольствие это весьма недешёвое и хлопотное.
Но это лишь полбеды. На некоторых автомобилях при сильном износе или поломке трипоида роликовые подшипники теряют иголки, которые попадают в картер коробки передач, где поднимаются вместе с маслом и перемалываются шестернями. Нередко при этом ремонт автомобиля становится попросту нецелесообразным — проще и дешевле приобрести другой.
Довольно часто изношенные ШРУСы попросту заклинивают, что приводит к внезапной поломке полуоси и невозможности дальнейшего движения. И хорошо, если это случается не во время пересечения оживлённого перекрёстка. Такая ситуация чрезвычайно опасна!
Во избежание неприятностей в пути и лишних финансовых трат рекомендуется хотя бы раз в пять тысяч километров осматривать пыльники внутренних и внешних ШРУСов. При малейшем подозрении на негерметичность узлов нужно тщательно отмыть от загрязнений шарниры и заменить пыльники на новые, попутно обновив смазку. При появлении характерных хрустов не стоит откладывать ремонт в долгий ящик — скорее всего, «вылечить» такой привод уже не получится.
Что такое ШРУС или граната в автомобиле
В разговорной речи бывалых автомобилистов и мастеров по ремонту встречается много слов, абсолютно незнакомых новичкам. Например, шарнир равных угловых скоростей или ШРУС. Нередко этот узел также называют автомобильной гранатой или просто гранатой. В нашей статье мы подробно расскажем, что такое ШРУС в автомобиле, зачем он нужен, поделимся интересной и полезной информацией об этом важном устройстве.
Зачем нужен ШРУС в автомобиле
Как выглядит граната в автомобиле
Необходимость изобретения ШРУСа возникла одновременно с появлением первых автомобилей с передним приводом. 3 основных преимущества переднеприводных машин хорошо известны каждому автомобилисту:
Но, при передаче крутящего момента на управляемые колёса, постоянно изменяющие своё положение, возникали серьёзные потери мощности и другие негативные последствия:
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.
Типы ШРУСов, их устройство и принцип работы
В современных автомобилях используются различные ШРУСы, которые классифицируются:
Внешние и внутренние ШРУСы
На каждое колесо переднеприводного автомобиля устанавливаются 2 ШРУСа. Внутренний шарнир соединяет коробку передач и полуось, внешний – полуось со ступицей колеса. Работая в паре, они обеспечивают передачу крутящего момента при всех типах нагрузок.
В наиболее распространённых шариковых шарнирах, внешние ШРУСы оборудованы радиусными канавками, обеспечивающими бесперебойность работы автомобиля при поворотах колёс. Внутренние гранаты с прямыми канавками компенсируют перемещения деталей узла вдоль оси при колебаниях передней подвески и вибрации автомобиля.
Конструктивные отличия различных типов ШРУСов мы опишем ниже.
Шариковые
Состоят из корпуса (наружной обоймы) с 6 канавками, сепаратора, 6 шариков и внутренней обоймы с 6 канавками. В ходе эксплуатации автомобиля, шарики перемещаются по канавкам, обеспечивая передачу крутящего момента от двигателя на колёса.
Шариковые гранаты чаще всего встречаются на переднеприводных легковых автомобилях.
Внутреннее устройство шарикового ШРУСа
Принцип работы шарикового шруса
Триподные
В триподных ШРУСах вместо шариков используются сферические ролики, которые крепятся на пальцах опоры с помощью подшипников.
Триподные автомобильные гранаты устанавливаются как на легковые, так и на грузовые машины с малой грузоподъёмностью.
Принцип работы триподной автомобильной гранаты
Внутреннее устройство триподного ШРУСа
Кулачковые
Кулачковые ШРУСы конструктивно состоят из 2 вилок и 2 фасонных дисков. Площадь сцепления (контакта) вилок является значительной, поэтому элементы шарнира выдерживают серьёзные нагрузки при эксплуатации.
Кулачковые шарниры получили широкое распространение на грузовых автомобилях повышенной грузоподъёмности.
Внутреннее устройство кулачковой автомобильной гранаты
Спаренные карданные
Являются наименее востребованными устройствами. Изготавливаются из двух карданных шарниров, состыкованных между собой.
В настоящее время используются при производстве мощной строительной техники, тракторов, некоторых моделей грузовиков и внедорожников.
Принцип работы спаренного карданного ШРУСа
Видео про ШРУС
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:
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.
Что такое граната в автомобиле?
Для начинающего автолюбителя выражение «заменить гранаты» звучит по меньшей мере странно))) и уж точно непонятно. Хотя, если у вас переднеприводный автомобиль, то не сомневайтесь – 4 гранаты в него заложены точно!
Только не переживайте, конечно же это не боеприпасы, которые первые приходят на ум. Речь идет о металлических приводах, через которые двигатель раскручивает колеса. Давайте вместе разберемся, что такое граната в автомобиле.
Сами понимаете, что для движения автомобиля двигатель должен как-то крутить ведущие колеса. Казалось бы, все просто: соединил вал движка с колесом и поехал! Но не тут-то было.
На переднеприводном автомобиле (а таких большинство) передние колеса крутятся не только для движения вперед, но и для поворота налево или направо. А еще при езде по кочкам или наклонным дорогам колеса то и дело прячутся под крылья, отрабатывая неровности.
Вот и получается, что каждое колесо движется одновременно в нескольких направлениях. Двигатель же все это время стоит на месте и лишь слегка вибрирует на своих опорах. Невозможно, ведь, чтобы движок крутился вместе с каждым колесом.
Для решения проблемы инженеры придумали специальный гибкий вал, который по-научному величают шарниром равных угловых скоростей (сокращено ШРУС).
Граната относится к шариковым ШРУСам и состоит из трех частей: внешней (корпус), внутренней (обойма) и сепаратора с прочными шариками.
Визуально такой шарнир очень похож на настоящую взрывчатую гранату, особенно, если разделить его пополам. Благодаря такому визуальному сходству за деталью закрепилось звучное прозвище.
Кроме шарикового есть и другие типы шрусов:
В обычных легковушках такие изделия встречаются реже.
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.
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.
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.
Срок службы и обслуживание
Граната в легковушке – это расходник. Менять ее придется достаточно часто. Благо стоимость узла и ремонта обычно не самая высокая.
Сколько отходит заводская деталь зависит от трех факторов:
Первый фактор имеет решающее значение. Особенно сильно гранаты боятся наваливания гашетки при вывернутом в крайнее положение руле. В такие моменты узел испытывает максимальные нагрузки.
Если вы в основном двигаетесь спокойно, то ресурс для вашей машины можно поискать на тематических форумах. Есть авто, в которых штатное изделие может отходить больше ста тысяч.
Наверняка вам будет интересно узнать, что кроме гранат абсолютно во всех обычных легковушках есть телевизор! Обязательно прочитайте нашу статью об этом, чтобы быть знающим автовладельцем.
Пыльники, кстати, стоят совсем недорого. Смазка тоже дешевая и называется банально – «ШРУС». Во время покупки не забудьте проверить, чтобы в комплекте с пыльниками шли хомуты для их затяжки.
Совет как продлить жизнь гранаты:
Ресурс внешней и внутренней гранат сильно отличается. Первая подвержена большим усилиям, так как вынуждена поворачиваться на значительные углы, а потому чаще дает о себе знать.
Внутренняя деталь вполне может не беспокоить весь срок службы автомобиля.
Неисправности и ремонт
Определить, что узел требует замены можно по характерным щелчкам, похожим на удары небольшого отбойника.
Обычно картина гибели узла следующая:
Интересно, что запчасть неремонтопригодна. А потому, даже выявив болезнь на ранних стадиях ее придется полностью заменить.
Как заменить гранту
Первый вопрос: «менять самостоятельно или в сервисе?»
В принципе для большинства бюджетных легковушек (ВАЗ, Шевроле, Хендай и др.) при наличии опыта ремонта ходовой автомобиля и инструментов замена шарнира не так уж сложна. Можно даже обойтись без ямы. Но попотеть придется.
Для дорогих авто, без опыта и инструмента, для авто на гарантии или по страховке – однозначно дорога в сервис.
Второе, с чем часто сталкиваются автолюбители – это фраза слесаря «если захрустела одна граната, то менять нужно сразу обе». Причем одни настаивают на замене пары наружная-внутренняя. Другие уговаривают при хрусте одной внешней, заменить и вторую, а внутренние оставить.
Мотивация простая, если одна деталь сломалась, то и вторая скоро подойдет. Решать вам. И хотя мы не раз уже говорили, что расходник недорогой, но при массовой замене, ремонт влетит в копеечку.
А ведь никто не может знать, когда «крякнут» рабочие шарниры. И практика показывает, что они могут проходить еще не одну тысячу километров.
Поэтому отвечая на вопрос «нужно ли менять обе гранты?» считаем, что не стоит. Дайте деталям доработать положенный срок и сэкономить ваш бюджет. Тем более, что перед «взрывом» граната сама заблаговременно предупредит вас легкими пощелкиваниями.
Вам наверняка будет интересно узнать о том, что значит хасанить на молодежном автомобильном сленге.
Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС)
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:
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.
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.
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
Практическое применение для легковых и лёгких коммерческих автомобилей нашли триподные ШРУСы, в которых роль шариков выполняют вращающиеся ролики со сферической рабочей поверхностью.
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 (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
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.
Внутренний ШРУС соединяет коробку передач с полуосью, а наружный ШРУС – полуось со ступицей колеса. Вместе с приводным валом оба этих шарнира составляют привод автомобиля.
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.
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.
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.