Виды и конструкция ШРУСов

Что такое наружный и внутренний ШРУС в автомобиле

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.

1. Подняв машину на подъемнике, включить первую скорость. Неисправный ШРУС сразу хрустом сообщит о проблеме.
2. На стоящем автомобиле до упора вывернуть рулевое колесо. Запустить двигатель и тронуться. Если при наборе скорости появляется хруст, надо запасаться новым устройством.
3. Обратить внимание на появление слабых рывков в начале движения машины, незначительные ускорения или замедления.
4. 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.

Ликбез. Что нужно знать о ШРУСах?

В этот раз мы решили рассказать об истории и причинах появления такого автомобильного узла, как ШРУС (шарнир равных угловых скоростей), а также о некоторых особенностях эксплуатации, которые полезно знать каждому автолюбителю.

В этот раз мы решили рассказать об истории и причинах появления такого автомобильного узла, как ШРУС (шарнир равных угловых скоростей), а также о некоторых особенностях эксплуатации, которые полезно знать каждому автолюбителю.

В последние годы шарниры равных угловых скоростей все чаще и чаще вытесняют из автомобильных узлов карданную передачу. Главный недостаток последней – несинхронность вращения валов (если один вал вращается равномерно, то другой – нет). И если на малых углах скрещивания осей этот нюанс практически незаметен, то при больших углах использование такой передачи крутящего момента становится невозможным. В первую очередь это касается трансмиссии переднеприводных автомобилей. Здесь-то и пригодились ШРУСы – чаще всего эти узлы могут обеспечить передачу крутящего момента при углах поворота около 40 градусов относительно оси. Но, поскольку комфорту в последние годы стало уделяться все больше и больше внимания, шарниры равных угловых скоростей стали применяться и в трансмиссиях полноприводных автомобилей: все чаще в карданных валах вместо крестовин стали использовать ШРУСы.

Хотя первые ШРУСы появились задолго до массового распространения автомобилей с приводом на переднюю ось, конструкция шарниров шарикового типа была разработана еще в двадцатые годы прошлого века. Причем конструкций шарнира равных угловых скоростей было изобретено несколько. Первым и наиболее простым решением было объединение между собой двух обычных карданных шарнира так, чтобы ведомая вилка одного служила ведущей вилкой другого. У подобной системы было много плюсов, в число которых входили неплохой ресурс (60-70 тыс. км) и возможность полноценной работы при больших углах поворота колес (до 45 градусов). Но громоздкость конструкции не дала этому узлу завоевать популярность. Хотя со временем инженеры все же смогли сократить размеры узла, что позволило использовать его на некоторых легковушках, таких как Peugeot 204.

Также в начале века были изобретены шарниры кулачкового типа: француз Ж.-А. Грегуар применил свою разработку на автомобилях «Тракта». Такой шарнир был прост в изготовлении и состоял из кулачков, которые соприкасались по довольно большим поверхностям. Узел хорошо работал при больших углах (до 50 градусов), да и долговечность оказалась неплохой. После такая конструкция была модернизирована – так появились кулачково-дисковые шарниры, которые применялись в основном на тяжелых грузовиках.

Шарнир «Тракта»

Близкой к современной конструкции ШРУСов была разработка 1923 года: шарнир Вейсса передавал крутящий момент посредством четырех боковых шариков и одного центрального, который предназначался для центрирования конструкции. Но малый ресурс (15-25 тыс. км) не дал широкого развития детали.

ШРУС «Бендикс-Вейсс»

Но наибольшее распространение получила конструкция Альфреда Рцеппы, который в 1927 и 1936 гг. запатентовал конструкцию ШРУСа с шестью шариками, которые работали по равнорасположенным канавкам полукруглого сечения. Это решение до сих пор остается незаменимым, ведь подобный узел обладает компактностью, отличной надежностью (100-200 тыс. км) и может работать при углах до 40 градусов.

ШРУС «Рцеппа»

Чтобы узнать об особенностях современных ШРУСов и их эксплуатации, мы обратились к директору по маркетингу компании TRIALLI – Кириллу Шипоте.

– Что нового появилось в технологии производства ШРУСов?

– Кардинальных перемен в компоновке нет: в наружном шарнире TRIALLI применяется классическая конструкция. Наружный шарнир состоит из корпуса, сепаратора, внутренней обоймы и шести шариков. Современная конструкция позволяет достигать угла поворота до приемлемых 45 градусов. Внутренний шарнир трипоидной конструкции (трехшиповая крестовина с роликами на игольчатых подшипниках) устанавливается на всех конвейерах ведущих мировых автопроизводителей. Главная особенность шарнира типа «Трипоид» – он не склонен к самозаклиниванию. Детали шарнира позволяют совершать осевые и угловые перемещения. Осевые перемещения происходят с меньшим усилием, способствуя уменьшению нагрузки на сепаратор наружного ШРУСа и ведущие колеса.

– Каковы типичные поломки и каковы методы их определения?

– Одной из самых распространенных поломок ШРУСов – это выход из строя пыльника (чехла ШРУСа), который защищает от попадания влаги, грязи и песка внутрь шарнира. После непродолжительного времени эксплуатации шарнира с порванным пыльником ШРУС начинает «хрустеть», и, скорее всего, его придется заменить на новый. Также возможно заклинивание шарнира, но это случается очень редко.

Все автопроизводители рекомендуют проводить диагностику каждые 5 000 км. Необходимо проверять герметичность шарнира, визуально осматривать состояние резиновых чехлов на наличие микротрещин. Ведь ранняя диагностика позволяет избежать дорогостоящего ремонта.

Диагностировать неисправный ШРУС можно также по характерному звуку – «хрусту» шарнира при провороте колеса. Предварительную диагностику любой автовладелец может провести и сам. Тут все просто: если стук (хруст) раздается только при правом повороте, то неисправен, скорее всего, левый ШРУС, и наоборот. В особо запущенных случаях ШРУС стучит и в левом, и в правом поворотах. Для более точной диагностики необходимо вывесить машину на подъемнике. Один человек нажимает на педаль тормоза, другой – в это время ставит зажим на тормозной шланг одного из передних колес. Таким образом, после отпускания педали одно колесо остается заблокированным. Заводим машину, включаем первую передачу и вращаем рулем от упора до упора. Неисправный ШРУС выдаст себя стуком, исправный – будет молчать. Затем необходимо проделать ту же операцию с другим колесом.

– Какие существуют способы ремонта?

Единственно правильный способ ремонта ШРУСа – замена его на новый. В редких случаях, когда при диагностике были выявлены трещины на чехле шарнира, возможна его замена. Но при замене пыльников необходимо строго придерживаться строгих правил: обязательно разобрать шарнир, тщательно промыть и визуально оценить выработку дорожек и шариков, после чего проделать процедуру по замене чехлов и обратно установить на автомобиль.

– Как отличить подлинность такой продукции?

– Могу ответственно судить лишь о продукции производства TRIALLI s.r.l. Подлинность наших ШРУСов легко отличить по следующим внешним признакам: каждый ШРУС имеет маркировку, которая состоит из логотипа TRIALLI, внутреннего номера TRIALLI, страны происхождения и ОЕМ номера. Если, например, записать в строчку маркировку наружного ШРУСа TRIALLI для автомобиля ВАЗ 2108, то она будет выглядеть следующим образом: TRIALLI – GO 284 – ITALY – 2108-2215012. Корпус ШРУСа имеет темный матовый оттенок – признак фосфатного покрытия защиты от коррозии. ШРУС упакован в полиэтиленовый пакет с логотипом TRIALLI. Имеет удобную и качественную упаковку, которая обеспечивает защиту изделий от повреждения при транспортировке и хранении. Индивидуальная упаковка имеет стильный дизайн и выполнена по единым стандартам компании TRIALLI.

ШРУС «TRIALLI»

– Как выбрать неоригинальную деталь при замене на новую и не нарваться на брак? На какие параметры стоит обращать внимание при выборе?

– ШРУС – один из важнейших деталей современного переднеприводного автомобиля, отвечающий за надежность и безопасность движения. Поэтому потребитель при выборе ШРУСов опирается на качество изделий и известность производителя. Ушли в прошлое те времена, когда рынок автокомпонентов был наводнен дешевой низкокачественной продукцией, а потребитель основывал свой выбор только на стоимости. Изделия, в производстве которых задействованы передовые, инновационные технологии, и которые соответствуют наивысшим стандартам качества, не могут стоить дешево. Поэтому в этом сегменте рынка работают только производители – профессионалы, которые все больше обращаются к современным технологиям защиты изделий от подделок: это метод присвоения уникальных номеров, с помощью которых на сайте или СМС покупатель смог бы проверить подлинность изделия. Это голограммы, на которых также присутствует уникальный номер изделия, и которые повреждаются при нарушении упаковки изделия, что способствует предотвращению вероятности подделки.

Нашей компанией за всю историю работы на российском рынке автокомпонентов не было выявлено ни одного случая контрафакта. Скорее всего, это связано как со сложностью подделки автозапчастей премиум-класса, так и с особенностями сбыта, т.е. ограниченным числом официальных дистрибьюторов.

Принцип работы и устройство шарнира равных угловых скоростей (ШРУС)

Автоликбез 22 декабря 2017

В машинах с передним и полным приводом крутящий момент необходимо передавать от коробки скоростей поворачивающимся колесам, что несколько усложняет конструкцию приводных осей. Вариант с крестовиной, применяемой на карданных валах, в данном случае не подходит, поскольку «излом» вращающейся полуоси происходит в разных плоскостях. Проблему решает шарнир равных угловых скоростей, больше известный автолюбителям под аббревиатурой ШРУС. Желающим понять принцип действия и устройство элемента предлагается изучить представленный ниже материал.

Как функционирует ШРУС?

В народе шарнирный узел получил название «граната», потому что в сборе с цапфой имеет определенную схожесть с этим видом оружия. Устройство шарикового элемента, устанавливаемого на большинство легковых автомобилей, довольно простое и отдаленно напоминает подшипник увеличенных размеров. ШРУС состоит из следующих деталей:

• цилиндрический корпус с наружной обоймой в виде продольных либо радиальных канавок;
• шарики из прочной углеродистой стали – 6 шт.;
• сепаратор, удерживающий шарики на своих местах;
• внутренняя звездообразная обойма;
• корпус составляет единое целое со шлицевым ведущим валом («ручка» гранаты), соединяющимся с приводом коробки передач или передней ступицей.

В машине с ведущими передними колесами каждый привод представляет собой вал с двумя шарнирами – внутренним и наружным (общее число гранат – 4 шт.). Первый расположен возле коробки скоростей и компенсирует колебания подвески в вертикальной плоскости. Второй стоит рядом с колесом и обеспечивает передачу крутящего момента при любом угле поворота.

Чтобы граната фиксировалась на приводном валу, конструкцией предусматривается специальное стопорное кольцо, размещенное позади внутренней обоймы. Снаружи от попадания грязи детали ШРУСа защищены конусообразным резиновым пыльником, сделанным наподобие гармошки. Края чехла крепятся к элементам гранаты затяжными хомутами.

Справка. Устройство внутреннего и внешнего шарнирного узла отличается формой канавок наружной обоймы. На первом 6 полукруглых пазов выполнены вдоль оси вала, во втором расположены радиально.

Теперь о том, как работает ШРУС:

1. Нормальное положение приводных валов – с небольшим уклоном в сторону ступиц. Когда автомобиль движется по неровностям, полуось вращается и колеблется в вертикальной плоскости, вызывая перемещение шаров по продольным канавкам внутренней гранаты.
2. Аналогичный процесс происходит в наружном шарнире – при повороте колеса шарики перекатываются в радиальных пазах вместе с сепаратором, а внешняя обойма изменяет положение относительно внутренней.
3. Крутящий момент передается от шлицевой части к наружной обойме и шарам, затем ко второй обойме и ведомому валу.

Главная задача ШРУСа – сохранение одинаковых угловых скоростей вращения колес при любом повороте. В отличие от заднего редукторного привода, граната в автомобиле работает в густой смазке, обильно покрывающей детали шарнира. Наиболее распространенный смазочный материал, применяемый в отечественных марках автомобилей, – «ШРУС – 4».

Разновидности передних шарниров

Вышеописанная шариковая конструкция узла – наиболее распространенная, но далеко не единственная. В машинах различных 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.

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.

Причины выхода из строя

Существует несколько причин, по которым шарнир угловых скоростей приходит в негодность:

1. Естественный износ, происходящий в процессе эксплуатации.
2. Проникновение внутрь шарнирного узла грязи и абразивного песка в результате прорыва резинового чехла.
3. Недостаточное количество смазки.
4. Сильный удар по подвеске из-за попадания колеса в дорожную яму на большой скорости.
5. Установка дешевых запчастей низкого качества.

Явный признак неисправности ШРУСа – громкий хрустящий звук, слышимый при повороте колес на значительный угол. Вторичный симптом – гудение и треск при различных режимах езды.

Автомобильная граната – одна из наиболее надежных деталей, работающих с постоянной динамической нагрузкой. В нормальных условиях эксплуатации узел способен отслужить 100 тыс. км и более. Не является редкостью случай, когда ШРУС остается исправным в течение всего срока службы переднеприводного либо полноприводного авто. Поэтому причиной замены элемента редко становится естественный износ.

Главным виновником преждевременной поломки ШРУСа является порванный пыльник. Резина изнашивается гораздо быстрее шарнирного механизма, пересыхает и трескается, иногда повреждается посторонними предметами на бездорожье. Через прорыв проникает вода, грязь и песок. Первая размывает смазку и вызывает коррозию, вторые попадают между трущимися поверхностями и работают на истирание. Ресурс узла сокращается вдвое (как минимум).

Совет. За пыльниками следует наблюдать постоянно и менять их при первом подозрении. Цена вопроса несравнима с заменой шарнира.

Ускоренный износ также возникает от недостаточного количества смазывающего материала в механизме. Второй вариант – применение смазки, непригодной для высокооборотных шарнирных узлов. Если вы приобрели подержанную машину, сразу планируйте проверку данных элементов – неизвестно, чем и как их смазывал предыдущий владелец.

Из-за сильного удара по подвеске изношенный ШРУС в автомобиле может попросту вылететь из гнезда. Случай довольно редкий, но фатальный – полуось наверняка придется менять в сборе. Подбирая новую запчасть, старайтесь не слишком экономить и брать оригинальные детали. Автомобильный рынок насыщен китайскими подделками, чей срок службы непредсказуем.