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 в машине и для чего он нужен
Применение таких устройств в автомобилях необходимо, так как колеса имеют подвижность относительно выходного вала трансмиссии. На автомобилях с задним приводом подвижность оси относительно выходного вала КПП, в основном, имеется только в вертикальной плоскости. Поэтому механизмы передачи угловой скорости на этих авто имеют простую карданную конструкцию.
С появлением автомобилей, в которых ведущие колеса имеют большую степень подвижности относительно выходного вала, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, встала острая необходимость использования сложных механизмов.
Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС): что это такое в автомобиле и история создания
Впервые механизм, похожий на современный шариковый ШРУС, предложил, а точнее, запатентовал в 20-х годах минувшего столетия инженер Альфред Рцеппа. Его до сих пор именуют шарнир Рцеппа. Приблизительно в то же время француз Грегуар изобрел кулачковый (сухариковый) механизм «Тракта». Кулачковый механизм имеет неприятную особенность – он может перегреваться. Поэтому в современной автомобильной технике его применяют преимущественно на грузовиках.
Видео — замена ШРУСа на Шевролет Ланос (Сhevrolet Lanos):
В современном виде «гранаты» достигли кое-какого совершенства в 60-х годах прошлого столетия. Немалую заслугу в разработке их конструкции имеют японские инженеры.
Шарниры равных угловых скоростей в современных автомобилях устанавливаются в паре: внешний и внутренний. Внешний ШРУС установлен со стороны ступицы. Внутренний ШРУС устанавливается со стороны дифференциала.
Классический ШРУС включает следующие основные узлы:
Что такое шрус в автомобиле
Шарнир равных угловых скоростей называется ШРУС. В обиходе разговорной речи автомобилистов называют также гранатой или автогранатой.
Шрус в автомобили начали устанавливать, когда появились первые машины с передним приводом. Переднеприводные авто обладают некоторыми преимуществами:
При создании ведущих передних колес, во время передачи крутящего момента на передние колеса терялась мощность и были другие недостатки:
После этого, когда изобрели автомобильные гранаты (шрусы) эффективно решили эти недостатки. Благодаря ШРУСАМ момент вращения передается без уменьшения мощности и не создает другие минусы.
Шарнир равных угловых скоростей применяется и на заднеприводных автомобилях, в устройстве которых есть независимые подвески.
Если менять ШРУСЫ во время и покупать качественные, то они, относительно надежные и ломаются не так часто.
Основные виды таких шарниров
«Тракта» (кулачково-дисковый)
В состав ШРУСа входят 2 вкладыша, 2 кулака и диск. Вкладыши имеют цилиндрические шейки. Внутри имеются пазы. Шейки охвачены кулаками, диски входят в пазы. Рабочий угол перемещения не превышает 450.
«Веисс» (четыре плюс один)
Имеется в виду наличие 4-х основных и одного направляющего (центрирующего) шара.
Данный шарнир установлен на ГАЗ-66, других автомобилях с повышенной проходимостью. Главный его недостаток – максимальный угол поворота колеса всего 320. Срок службы таких шаров невысокий, так как нагрузка во время движения приходится только на 2 шара (другая пара задействована во время движения задним ходом).
Шести — шариковый ШРУС Альфреда Рцеппа
В данном механизме вращательное движение передается всеми шарами. Конструкция состоит из делительного рычажка, сепаратора, 6-ти шариков, корпуса, включающего сферическую чашку с ведомым валом, внутренней обоймы, которая включает сферический кулак с ведущим валом. ШРУСы Рцеппа имеют несколько модификаций.
Классический шарнир равных угловых скоростей может передавать значительные усилия с рабочим углом до 370. Имеет большой коэффициент полезного действия, большую нагрузочную способность.
Трехшиповой — трипод
Такой шарнир равных угловых скоростей иногда называется «трипод». Выпускается в двух модификациях – жесткий и универсальный. Жесткий шрус подразумевает отсутствие перемещения вдоль продольной оси, угол составляет до 430, применяются в качестве наружных ШРУСов. Универсальный имеет меньший угол, их можно применять в качестве внутренних шарниров.
Конструктивные особенности
Легковой транспорт сегодня имеет на борту несколько видов ШРУсов:
Ранее в автомобилях использовались четырехшариковые «Вейсс». Вращение в них передавалось со смещением вплоть до 32 градусов. Вот только этого было мало. К тому же, нагрузка не распределялась равномерно: все прелести движения по дороге принимали на себя 2 шарика из имеющихся четырех, вследствие чего ШРУС рано выходил из строя.
Предшествовали всем вышеперечисленным карданные шарниры. Они были, что называется, «дубовыми». Даже при вхождение в поворот на небольшой угол колеса начинали вращаться медленнее, а из-за рывков терялась плавность движения. К тому же, в автомобилях с полным приводом использовать такие шарниры было невозможно. Появившиеся после 60-х годов прошлого века шарниры хоть и серьезно зависели от того, на какой угол был повернут ведомый вал, и были на порядок эффективнее и живучее.
Сегодня наличие ШРУСов на каждой из полуосей гарантирует не только комфортность езды, но и долговечность самих деталей. Нагрузка распределяется равномерно. По этой причине шарниры в наше время считаются деталями, которые выходят из строя не очень часто и не имеют четкого регламента по времени замены.
Признаки неисправности
ШРУС предназначен для эксплуатации в достаточно суровых условиях. Поэтому на заводе-производителе автомобилей устанавливают только проверенные устройства. Их срок эксплуатации сравним со сроком эксплуатации всего автомобиля. Но нет ничего невозможного для российских автодорог. Наибольшую нагрузку испытывает внешний ШРУС. На него передаются все колебания, связанные с неровностью дорожного покрытия, резкими торможениями, ударами.
Видео — замена пыльника ШРУСа га Логан, Сандеро, Ларгус и все нюансы:
Прежде всего, следует следить за целостностью пыльников. Подтеки на них являются серьезной угрозой работоспособности.
Очень опасен для ШРУСов агрессивный характер вождения с вывернутыми до отказа колесами. Такой стиль преподается на курсах по экстремальному вождению.
Видео — замена пыльников ШРУСов:
Неисправность ШРУСов можно определить по люфту и звуку. Неисправные внешние ШРУСы при высокой нагрузке издают писк, похожий на звук тормозных колодок в изношенном состоянии. Также во время резкого трогания с места на вывернутых колесах может быть слышен характерный щелчок.
Самый классический вариант, когда наступает время ехать на замену ШРУСа, это появление характерного хруста с одной из сторон автомобиля. Такой хруст при повороте руля может издавать только шарнир равных угловых скоростей. Труднее определить, какой именно ШРУС звучит, внутренний или внешний.
Видео — как проверить какой ШРУС начал стучать:
Если посторонний шум появляется при прямолинейном движении, скорее всего, изношен внутренний ШРУС. Для точного определения могут помочь следующие процедуры.
Что такое ШРУС
Что такое ШРУС в автомобиле? Переводя на «народный» язык, обозначается как «граната». Следовательно, если в авто есть такая запасная часть, то рано или поздно она взорвётся. Хорошо, шутки оставим в сторонку… Тем не менее не будем забывать о главном. Итак, ШРУС или «граната» – это шарнир равных угловых скоростей. Именно эти запчасти служат для того, чтобы передавать крутящий момент с сердца авто (мотора) к ведущим колесам. Эти детали не только дают возможность колесам «начать свою работу после команды «свыше» – от мотора», но и полностью управлять ими.
Почему всё-таки «граната»? Во-первых, данная деталь очень похожа на настоящую гранату, а во-вторых, её действия действительно убийственные. Если выйдет из строя, транспортное средство не сможет до момента замены или ремонта самостоятельно передвигаться.
Как проверить ШРУС на исправность
Поднимается на домкрат колесо, со стороны которого слышен хруст. Проверка производится при помощи визуального осмотра наличия продольных и поперечных люфтов при повороте колеса.
Видео — как определить неисправность внутреннего ШРУСа:
Во время вращения колес слышен хруст неисправного ШРУСа. Если характерный звук появляется при прямолинейной установке колес, неисправен внутренний ШРУС.
Внешний правый ШРУС хрустит при повороте налево. Внешний левый шарнир равных угловых скоростей хрустит при повороте направо. Внутренние ШРУС могут хрустеть при движении с большой скоростью, на неровной дороге при прямолинейном движении.
В этом случае следует пригрузить капот автомобиля, например, мешками с картошкой. Если при прямолинейном движении будет издаваться характерный хруст, скорее всего, один из внутренних ШРУСов изношен.
Видео — как проверить ШРУС на исправность (3 способа):
Определение
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.
Как создавали ШРУС
Так как существует несколько видов шарниров угловых скоростей, то точно установить, какая конструкция была первой, очень трудно. Но есть мнение, что узел на основе шариков, один из популярных сегодня, был изобретен в 20-е годы.
Идея создания кулачкового механизма пришла в голову французскому изобретателю Грегуару. В начале 20-х он получил патент на это изобретение.
Спаренный карданный элемент равных угловых скоростей использовали преимущественно в американских моделях автомобилей и в системах трансмиссий французских «Панар-Левассор».
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.