Что такое ШРУС автомобиля, возможные поломки и способы их устранения

Зачем в автомобиле нужны шарниры равных угловых скоростей. Принцип работы и устройство ШРУС. Чем наружных шарнир отличается от внутреннего. Неисправности и последствия несвоевременной замены.

Типы шарниров равных угловых скоростей[править | править код]

Существуют различные конструкции ШРУСов. Различают обычно:

Кулачковый шарнир типа «Тракта»

  • Сухариковые или кулачковые — были разработаны французом Грегуаром и запатентованы под обозначением «Тракта» в начале 1920-х, в наше время применяются в основном на грузовиках, так как при высоких скоростях вращения вала склонны к перегреву;
  • Кулачково-дисковые — Урал-375Д[1] и Урал-4320, КрАЗ-255[2]; часть автомобилей ГАЗ-69 и УАЗ-469 до 1993 г.;
  • Шариковые — «Бендикс-Вейс» (Bendix-Weiss) с делительными канавками, «Рцеппа» (Rzeppa) с делительными рычажками, «Рцеппа-Бирфильд» со смещёнными делительными канавками, «Рцеппа-Лебро» с непараллельными делительными канавками — наиболее распространены сегодня, первые варианты были разработаны в 1920-е годы. Применяются, например, на ГАЗ-66[3];
  • Трипод (Tripod) со сферическими роликами и вилкой и Трипод-Уникардан со сферическими роликами — допускают бо́льшие осевые перемещения, но при этом — нелинейное изменение скорости при вращении под углом; часто используются как внутренние (то есть — устанавливаются со стороны привода, а не колеса); Используются чаще в задней независимой подвеске и переднем редукторе полноприводных авто, например Nissan Terrano, а также на французском высокоскоростном поезде TGV[4].
  • Спаренные карданные — представляют собой состыкованные друг с другом два карданных шарнира, которые взаимно компенсируют неравномерность вращения друг друга; применялись редко, например, на ряде американских автомобилей 1920-х годов, вроде Miller 91 или Cord L29, а также французских «Панарах» пятидесятых-шестидесятых годов и ГДР-овских Wartburg. В конце 20 века устанавливались на карданные валы американских вседорожников (пример — Jeep). В настоящее время применяются на грузовиках, тракторах, строительной технике, электровагонах метрополитена типов Е, 81-717/714 и др.[5]

Наиболее распространённый сегодня шариковый ШРУС состоит из шести шариков, внешнего и внутреннего колец с прорезями под шарики, которые соединяются с приводным валом шлицевым соединением, и сепаратора, удерживающего шарики.

3D-изображение ШРУСа типа «Рцеппа»

Отдельно стоит остановиться на выборе смазки для ШРУС. Из-за высоких ударных нагрузок, например при трогании автомобиля с места, преодолении подъёмов, данный тип шарнира требует выбора специальной смазки — например, ШРУС-4[6]. Применение неподходящей для шарнира смазки — низкого качества или неспособной выдерживать ударные нагрузки — приводит к быстрому износу и выходу ШРУСа из строя.

Для шарниров Рцеппа на 6 шариках применяется пластичная смазка чёрного цвета с содержанием дисульфида молибдена MoS2 3 % или 5 % (для особо тяжёлых условий эксплуатации), что прямо указывается в описании. Смазка для шарниров типа «трипод» на игольчатых подшипниках добавки молибдена MoS2 не содержит. В любом случае категорически запрещено применение графитовой смазки.

Вода в сочетании с кислородом воздуха при высоких температурах ( 400 − 600 ∘ C {displaystyle 400-600^{circ }C} {displaystyle 400-600^{circ }C}) превращает MoS2 в абразивный диоксид молибдена, чем сильно ограничивает применимость его в смазках.

При нагревании на воздухе до 400 − 600 ∘ C {displaystyle 400-600^{circ }C} {displaystyle 400-600^{circ }C} дисульфид молибдена окисляется:

2 M o S 2 + 7 O 2 → 400 − 600 ∘ C 2 M o O 3 + 4 S O 2 {displaystyle {mathsf {2MoS_{2}+7O_{2}{xrightarrow {400-600^{circ }C}}2MoO_{3}+4SO_{2}}}} {displaystyle {mathsf {2MoS_{2}+7O_{2}{xrightarrow {400-600^{circ }C}}2MoO_{3}+4SO_{2}}}}

Перегретый ( 500 ∘ C {displaystyle 500^{circ }C} {displaystyle 500^{circ }C}) водяной пар также взаимодействует с дисульфидом молибдена:

M o S 2 + 2 H 2 O → 500 ∘ C M o O 2 + 2 H 2 S {displaystyle {mathsf {MoS_{2}+2H_{2}O{xrightarrow {500^{circ }C}}MoO_{2}+2H_{2}S}}} {displaystyle {mathsf {MoS_{2}+2H_{2}O{xrightarrow {500^{circ }C}}MoO_{2}+2H_{2}S}}}

Шарнир требует периодического осмотра состояния резинового чехла, защищающего от загрязнения и попадания воды. Если обнаружены трещины или сильные потёртости, а сам чехол сохраняет герметичность, то можно обойтись заменой чехла, хомутов крепления, и заново смазать шарнир. В случае, если разрушились хомуты крепления, или чехол порван — рекомендуется замена шарнира целиком.

При больших углах поворота максимальный передаваемый шарниром крутящий момент (допустимая нагрузка) меньше (чем при малых углах поворота), поэтому при эксплуатации рекомендуется избегать больших нагрузок при «вывернутых колёсах».

Шарниры равных угловых скоростей всегда герметизируются пыльником (чехлом), так как расположение шарнира способствует попаданию в него пыли, которая быстро выводит его из строя[7].

Ресурс ШРУС современных автомобилей (при соблюдении герметичности чехла) очень велик и сопоставим с ресурсом самого автомобиля.

Что такое ШРУС и для чего он нужен?

Расположение внешних и внутренних ШРУСов

Как правило, в автомастерских, профессиональные мастера называют механизм – «гранатой». Все из-за внешнего вида и сложной конструкции, отдаленно напоминающей ручную гранату. Даже существует шутка, что в каждой машине есть «граната», которая по любому взорвется.

ШРУС (шарнир равных угловых скоростей) — это шарнир, предназначен для передачи вращательного момента между валами, которые находятся под углом друг к другу. Это и есть основная задача. Устанавливают конструкцию почти на все современные автомобили. Не имея подобного механизма, невозможно без потерь передать импульс движения от двигателя до колес, не важно, передних или задних. Именно с приходом ШРУСа, автомобили стали более подвижными и управляемыми.

ШРУС решает много проблем.

  1. Помогает снять излишнюю вибрацию.
  2. Синхронизирует вращение ведущих колес.
  3. Снижает нагрузку на ведущий вал во время передвижения автомобиля.

Передача движения осуществляется под углом между передними или задними полуосями. Конструкция очень полезная, но при поломке может привести к дорогостоящему ремонту. Именно поэтому многие владельцы ТС, даже боятся произносить вслух аббревиатуру, дабы не накликать беды.

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.

шарнир равных угловых скоростей что это такое

Классический ШРУС включает следующие основные узлы:

  • корпус;
  • сепаратор;
  • шары;
  • сепаратор;
  • пыльник с хомутами;
  • ступичная гайка;
  • стопорные кольца.

Признаки неисправности

Работа ШРУСа всегда связана с воздействием огромных нагрузок. Несмотря на применение в конструкции узла высокопрочных материалов, он иногда способен выходить из строя. Этому способствуют следующие причины:

  1. Применение при изготовлении деталей узла материалов низкого качества, использование поддельных или бракованных запасных частей.
  2. Отсутствие внутри механизма смазочного материала или его плохое качество.
  3. Попадание внутрь механизма воды или абразивного мусора из-за повреждения пыльника.
  4. Чрезмерная нагрузка на механизм из-за неудовлетворительного состояния дорожного покрытия или агрессивного стиля езды.
  5. Длительная эксплуатация, при которой вырабатывается ресурс деталей.

Неисправность внутреннего ШРУСа проявляется в следующих признаках:

  1. Характерный хруст при наездах на препятствия, трогании с места или резком ускорении.
  2. Рывки и вибрация при разгоне.
  3. Люфт в соединениях шарнира при вывешенном колесе.

См. также[править | править код]

  • Карданная передача

Внутренний шрус

Создает вращение касательно внешнего механизма, вследствие чего происходит изменение радиуса полуоси по отношению к оси, если говорить простыми словами внутренний ШРУС — соединительный механизм между полуосью и КПП. Внутренний ШРУС наиболее неподвижен и максимальный угол поворота составляет около 20 градусов. Основная масса сборки, выглядит как трипоид с роликами на подшипниках, они в свою очередь двигаются по углублениям в встречной колбе. Такая деталь служит восполнением шагов подвески и сохранности целостности вала.

Признаки неисправности ШРУСа - фото 17

Наружный шрус

Представляет собой обойму и оболочку с углублениями, по ним двигаются шарики, совмещая составляющие части друг с другом. Для нормальной деятельности ходовой части внешняя «граната» должна качественно переводить крутящий момент под разными радиусами. ШРУС наружный крепится у основания колеса и оснащается шариковым шарниром на конце ведущего вала.

Примечания[править | править код]

  1. * Трёхосные автомобили «Урал» моделей 375, 377 и их модификации. — М., 2001. — 312 с. — стр. 135
  2. * Полноприводные автомобили КрАЗ-255Б, КрАЗ-255В, КрАЗ-255Л. — М., 2001. — 304 с. — стр. 141
  3. * Комаров Ю. Н., Калишев Г. В., Романов В. М. Устройство и эксплуатация автомобилей МАЗ-500А и ГАЗ-66: учебное пособие. — М.: ДОСААФ, 1981. — 318 с. — стр. 199
  4. * Бирюков И. В., Савоськин А. Н., Бурчак Г. П. и др. Механическая часть тягового подвижного состава. — М.: Транспорт, 1992. — 440 с. — стр. 430 — 432
  5. * Добровольская Э. М. Электропоезда метрополитена. — М.: Академия, 2003. — 320 с. — стр. 44 — 48
  6. ГОСТ 26191-84. Масла, смазки и специальные жидкости
  7. Чиним сами — ШРУС

Неисправности, признаки и причины поломок

Разрыв пыльника ШРУСа

При нормальной езде и периодических проверках, шарниры могут прослужить очень много лет. Из опыта можно сказать, что некоторые ШРУСы работают по 10-15 лет без проблем. Самой частой поломкой является – износ пыльника. Когда рвется защитная резина, грязь попадает в кожух, смазка вымывается, система начинает давать сбои.

В большинстве случаев, узнать о поломке гранаты можно во время езды, а также на слух. Когда грязь попадает в пыльник, ШРУС при езде на поворотах начинает специфически шуметь. Звук называют «хрустом». Если услышали один раз, ошибиться будет сложно. Но лучше не слышать его на своем автомобиле! Как правило, хруст сигнализирует автовладельцу о недостатке смазки.

Подобную неисправность можно легко отремонтировать на начальной стадии. Меняется пыльник, внешний шарнир очищается от грязи и наполняется специальной смазкой. Но если владелец «запустил» работу механизма, он может прийти в полную негодность. На некоторых марках авто, ШРУС меняется только в сборе. К примеру, на KIA Cerato 2006 года, невозможно поменять только внешнюю гранату. Оригинальная запчасть стоит очень дорого и продается только в сборе.

Выбор шарнира

Выбор нового ШРУСа, при обнаружении выхода старого из строя – дело серьезное.

Приобретать нужно только сертифицированные элементы хоть и стоимость их может быть дороже, но это исключит возможность приобретения восстановленного шарнира или сделанного с несоответствующего материала.

Сразу же следует проверить пыльники на наличие повреждений.

Если покупка «гранаты» производится для иномарки, то важно учитывать также и технические характеристики силовой установки.

Ведь на зарубежное авто может устанавливаться несколько типов силовых установок, с разными мощностными показателями.

Если не брать это в расчет, то возможно, что новый ШРУС будет не рассчитан на работу с двигателем, который установленный на конкретную марку машины.

Диагностика шруса

На видео, ниже, Вы увидите наглядно, как можно диагностировать поломки ШРУСа несколькими способами.

Ссылки[править | править код]

  • ШРУСы на приводах колес полноприводного автомобиля

Какой шрус выбрать

Прежде чем покупать новый шрус, следует узнать о видах (какие бывают), какие лучше по отзывам водителей, какие цены. На цене при покупке этого элемента устройства автомобиля, не следует делать основной акцент.

Бывают следующие фирмы производители шрусов:

  • Pilenga. По отзывам хороший вариант.
  • Febest. По отзывам водителей, купивших по недорогой цене запчасти этой фирмы, быстро выходят из строя.
  • Metelli. Рекомендуемые.
  • Loebro. Рекомендуемые.
  • SKF. Рекомендуемые.

Характеристики ШРУСОВ различные. Бывают в конструкции 23 шлица, а бывают 24. Если ошибиться, то неподходящий (разница в один зуб) не установится на вал.

В списке, последние три бренда отлично зарекомендовали себя, проверены. Есть минусы с пыльниками у фирмы Метелли, а именно, плохо фиксируется пыльник. У Лоебро, пыльник, также, слабое звено. Третий вид СКФ создал свой высокий рейтинг благодаря высоким качеством выпускаемых ими подшипников. Ресурс ШРУСОВ SKF = 100 тыс. км. при условии, что пыльники исправные и автомобиль эксплуатируется в спокойном режиме. При эксплуатации автомобиля частенько возникают скрипы. Скрипит обычно стабилизаторная втулка, ресурс которой обычно составляет 30 тысяч км. Советую посмотреть, как менять втулки стабилизатора.

Качественная новая запчасть отличается от новой по виду и по осязанию. Бракованный шрус имеет тонкий пыльник, мало смазки, фиксирующих хомут слабый.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...