Кто придумал шрус

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС)

Кто придумал 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.

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.

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.

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.

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.

  1. Для этого автомобиль вывешивается на подъёмнике, и тем самым добиваются максимального угла шарнира (между приводным валом и поверхностью земли).
  2. Двигатель запускается, и при включённой передаче прослушивают узел на посторонние звуки. Хруст слева или справа свидетельствует о поломке соответствующего шарнира.
  3. Кроме этого проверяется люфт приводного вала между наружным и внутренним шарнирами. При исправных шарнирах люфт отсутствует.

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.

как проверить внутренний и наружный ШРУСы на исправность

Источник: https://unit-car.com/ustroystvo/35-shrus.html

Что такое ШРУС: особенности конструкции — Авто Мото Спец

Кто придумал шрус

Появление переднеприводных автомобилей в корне изменило представление о возможностях компоновки и использовании пространства кузова легкового автомобиля.

Если в классической заднеприводной компоновке значительная часть пространства внутри салона занимали механизмы трансмиссии и продольно расположенный двигатель, то в переднеприводном автомобиле двигатель располагался поперек кузова, занимал в разы меньше места, а в комплексе с коробкой передач он составлял единый монолитный компактный блок, запросто располагающийся под капотом.

На фото ШРУС — шарнир равных угловых скоростей

Проблемы переднего привода

Все бы хорошо, только как передать вращение на передние колеса так, чтобы обеспечить значительную степень свободы ведущего колеса? Над этим вопросом задумывались не только автомобильные инженеры. Что такое ШРУС, узнали еще в 20-х годах прошлого столетия, когда был запатентован шарнир равных угловых скоростей, сокращенно ШРУС, французом Грегуаром. Конструкция его немного отличалась от современной, но суть была одна — передать крутящий момент под изменяющимся углом.

Он заменил громоздкую и архаичную систему карданного ШРУСа, используемого в Штатах на автомобилях Cord и на французских Panhar & Levassor, выпускающихся в 50-х годах.

Когда производители убедились в надежности шарикового шарнира, появилась возможность наладить серийный полномасштабный выпуск переднеприводных автомобилей.

Благодаря ШРУСу даже на машинах с приводом на задние колеса удалось применить разрезную конструкцию заднего моста и обеспечить полностью независимую подвеску правого и левого колеса.

ролик о том, как работает ШРУС

Механизм действительно похож на ручную гранату РГД-33, поэтому его так ласково называют автолюбители, причем не только русскоязычные, но это предмет отдельного филологического исследования. Нас же интересует что такое ШРУС, и какое место он занимает в трансмиссии автомобиля. Чтобы упорядочить то, что мы узнали, подведем небольшой итог:

  • Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) применяют в переднеприводных автомобилях для передачи крутящего момента на управляемые колеса.
  • ШРУС способен передавать вращение и обеспечивать угол поворота колес до 73⁰ без потери крутящего момента и независимо от скорости и направления вращения.
  • ШРУС имеет надежную и практически вечную конструкцию, долговечность которой зависит от качества обслуживания и качества материалов.

Несмотря на все свои особенности, ШРУС не полностью вытеснил карданную передачу. Его использование экономически неоправданно в том случае, если угол передачи вращения незначительный, а обороты невысокие. Тогда для удешевления конструкции применяют карданные шарниры. Их можно встретить на тракторах и сельхозтехнике. Но на ведущих колесах в автомобиле применяется только классический шариковый ШРУС.

Внешний и внутренний ШРУС

Переднеприводные авто чаще применяют внешний и внутренний ШРУС

Подавляющее большинство переднеприводных автомобилей используют шарниры двух типов — внешний и внутренний. Внешний шарнир установлен у ступицы ведущего колеса, и у него самая сложная задача — обеспечить поворот колеса при передаче крутящего момента на него. Конструктивно он состоит из трех основных частей:

  • корпуса;
  • сепаратора;
  • внутренней обоймы.

Внутренняя обойма имеет канавки, в которых находятся шарики, через которые и передается вращение. Внутренний ШРУС выполняет задачу попроще — он просто передает вращение от КПП к приводному валу.

Но чтобы обеспечить его свободу передвижения в поперечной плоскости, внутренний шарнир имеет шлицы, в которых вал может беспрепятственно перемещаться. Это сделано для того, чтобы при работе подвески рабочая длина приводного вала могла меняться, компенсируя перемещение колеса при работе подвески и вибрации двигателя.

Оба шарнира взаимосвязаны, но внешний ШРУС наиболее уязвим, поскольку подвергается несоизмеримо большим нагрузкам, чем внутренний.

Причины неисправностей привода

Все детали ШРУСа выполнены из очень качественной стали, которая может обеспечить ему долгий срок службы при качественной смазке. В таких условиях, в которых приходится работать шарниру, масляную ванну ему обеспечить невозможно, поэтому приходится пользоваться консистентными смазками.

Для удержания смазки на поверхности механизма применяется резиновый пыльник, который зафиксирован с двух сторон на приводе хомутами, и в идеале должен обеспечивать герметичность всего узла. Пыльник и есть Ахиллесовой пятой всего ШРУСа. Резина перетирается, и в смазку попадает пыль и грязь. Естественно, что это приводит к повышенному износу шарнира. Характерный хруст при вывернутых колесах может свидетельствовать о приближающейся замене шарнира.

ШРУС в народе называется «Граната»

Впрочем, не только пыльник может служить причиной поломки привода:

  • Некачественные детали.
  • Неоправданно агрессивный стиль вождения.
  • Отсутствие или низкое качество смазки.

В случае выхода из строя деталь ремонту не подлежит. Единственное, что может продлить жизнь приводу, это замена пыльника, но при условии своевременного обнаружения прорыва или утечки смазки. ШРУС — деталь не из дешевых, поэтому стоит внимательнее относиться к его проблемным узлам, а в частности, к пыльнику. При аккуратном уходе шарнир может служить на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля.

Источник: http://AvtoMotoSpec.ru/poleznoe/chto-takoe-shrus.html

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) — устройство и принцип работы

Кто придумал шрус

Переход от заднего к переднему приводу потребовал от автопроизводителей разработки новых технических решений, которые бы позволили эффективно передавать вращение на колёса даже при максимальном угле поворота.

Традиционный карданный вал, применявшийся на автомобилях с задним приводом, не мог справиться с этой задачей, из-за ограниченного угла поворота шарнира и высоких потерь.

Взяв за основу схему карданного шарнира, производители автомобилей улучшили ее, благодаря чему снизились потери и увеличился угол поворота. Так появился шарнир равных угловых скоростей (ШРУС), который нередко называют гранатой.

Как устроен ШРУС

На большинстве легковых автомобилей используют шарнир типа «Рцеппа» (иногда его называют «шестишариковый»), состоящий из внутренней и наружной обоймы с канавками, сепаратора и шести шариков. Эта конструкция хорошо работает даже на высоких оборотах и максимально вывернутых колесах.

Еще один вид, который получил распространение на некоторых японских моделях, называется «Трипод». В корпусе трипода неподвижно закреплена трехлучевая звезда, на которой установлены сферические ролики. Вращение на шарнир поступает через вставленную в корпус вилку со сферическими каналами для роликов.

Недостаток трипода – малый угол изменения оси вращения шарнира, однако, возможность осевого перемещения позволяет использовать их в качестве внутреннего ШРУС.

Устройство приводного вала

Сам по себе ШРУС не может передать вращение от коробки передач к колесам, поэтому необходим приводной вал. Основа приводного вала – стальная труба, которая соединяет  внутренний и внешний ШРУС. Внутренний ШРУС постоянно работает при угле поворота 10 – 30 градусов. Такой же угол поворота и у наружного ШРУС при прямолинейном движении вперед.

Когда колеса поворачиваются, угол работы наружного  ШРУС увеличивается вплоть до 60 градусов. При движении автомобиля по неровной поверхности расстояние от наружного до внутреннего ШРУС постоянно изменяется.

Поэтому вал, на котором установлены два шарнира типа «Рцеппа» закреплен внутри шарниров таким образом, что при изменении расстояния он вдвигается внутрь, или наоборот, выдвигается наружу.

Поэтому применение вала, на котором установлены наружный шарнир типа «Рцеппа» и внутренний типа «Трипод», позволяет жестко закрепить трубу, увеличивая общую прочность и надежность вала. Однако, изготовление такого вала более затратно, чем с двумя шарнирами «Рцеппа», поэтому на бюджетных автомобилях его не применяют.

Неисправности и диагностика ШРУС

  • Повреждение пыльника.
  • Высыхание или загрязнение смазки.
  • Износ шариков или роликов.

Во время езды из-под колес вылетают мелкие камни, которые могут пробить пыльник ШРУС. Когда такое происходит, в смазку начинает попадать пыль и грязь. В результате смазка превращается в абразивное вещество, которое разрушает шарики, ролики и другие внутренние части шарнира, приводя к его поломке.

Из-за попадания грязи в смазку, при движении на высокой скорости трущиеся детали шарнира нагреваются до сотен градусов. Такая температура меняет свойства смазки, приводя к ее высыханию. Работа шарнира с высохшей смазкой приводит к сильному износу деталей и через 3 – 5 тысяч километров наступает критическое повреждение, после которого шарнир невозможно отремонтировать и его приходится менять.

Диагностику ШРУС можно разделить на два этапа. Первый выполняют каждые 3 – 5 тысяч километров. Если приходится ездить по бездорожью или грунтовым дорогам, то каждую 1000 километров. Для такой диагностики необходимо заехать на яму или эстакаду, или поднять автомобиль на подъемнике. Если такой возможности нет, диагностику можно провести с помощью 2 домкратов. Как поднимать автомобиль с помощью домкратов и необходимые меры безопасности описаны в статье.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Какой клиренс у Киа Рио хэтчбек

Подняв перед или зад автомобиля, внимательно осмотрите пыльники наружных и внутренних гранат. Проворачивайте колеса, чтобы осмотреть пыльник со всех сторон. При обнаружении трещин, пробоин или разрывов пыльника, необходимо снимать приводной вал, чтобы поменять пыльники и проверить состояние смазки и деталей шарнира.

Второй этап диагностики проводят, если возникли подозрения на повреждение ШРУС – хруст или щелканье при движении с полностью вывернутым в любую сторону рулем. Приводной вал снимают с автомобиля, чтобы проверить состояние деталей ШРУС. О том, как это сделать, читайте в статье (Приводной вал). Эта процедура одинакова как на российских автомобилях семейства ВАЗ, так и на большинстве иномарок.

Сняв вал, поворачивайте шарнир в разные стороны, затем попробуйте сложить с углом 30 – 40 градусов и вращать его, держа одной рукой за трубу, другой за ведомый вал наружного или ведущий вал внутреннего ШРУС. Исправный шарнир вращается легко, без щелчков и заеданий. Держите приводной вал одной рукой, а другой легонько пытайтесь провернуть ведомый или ведущий вал ШРУС.

Даже небольшой люфт говорит о необходимости замены шарнира. Снимите пыльник со ШРУС и осмотрите смазку. Если в ней есть кусочки песка или грязи, смазку необходимо менять. Если внешне смазка выглядит чистой, двумя пальцами возьмите немного смазки рядом с шариком или роликом. Разотрите смазку между пальцами.

Чистая смазка легко разотрется, сделав пальцы гладкими, поэтому вы легко почувствуете даже небольшое загрязнение.

Ремонт ШРУС

Ремонт ШРУС состоит из двух операций – замены пыльников и замены смазки.

Чтобы заменить пыльник, необходимо снять один из шарниров с проводного вала. Если на приводном валу установлены шарниры обоих типов, то проще снять внутренний (трипоид). Снимите стопорное кольцо и извлеките трубу с насаженной на нее трехлучевой звездой.

Снимите стопорное кольцо, удерживающее звезду и с помощью молотка и бронзовой проставки сбейте ее с наконечника трубы. Точно так же разбирайте шарнир типа «Рцеппа». Иногда верхняя часть шарнира снимается тяжело, в этом случае поворачивайте его в любую сторону на максимальный угол и по одному вытаскивайте шарики.

Затем снимайте стопорное кольцо с внутренней обоймы и сбивайте ее с наконечника трубы. Сборку производите в обратном порядке.

Чтобы заменить смазку, снимите стопорное кольцо, которое удерживает внутренние детали шарнира, затем разберите его. Во время замены смазки внимательно осмотрите канавки и шарики (ролики). Если на них обнаружены царапины, то шарнир желательно заменить.

Ведь даже с новой смазкой его пробег вряд ли превысит 10 тысяч километров. Если обнаружили трещины или сколы на сепараторе, шарнир необходимо заменить, даже новая смазка не сможет заставить его правильно работать.

Подробная установка приводного вала на автомобиль описана в статье Приводной вал. 

Источник: https://VipWash.ru/podveska/sharnir-ravnyh-uglovyh-skorostey-shrus-ustroystvo-i-princip

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС или Граната), устройство наружного и внутреннего, переднего и заднего, в сборе для дизеля

Совершенно любой автомобиль – достаточно сложный механизм, имеющий в своей структуре немалое количество составных компонентов. Если, к примеру, устройство двигателя современных машин хотя бы отчасти понятно многим, то относительно трансмиссии «железных коней» такого сказать нельзя.

Особый интерес вызывает подвеска переднеприводных авто, ибо в её составе можно найти ряд деталей, которые в авто с задним приводом никогда не встречаются. Пожалуй, яркий пример такого узла – шарнир равных угловых скоростей (ШРУС).

Об истории появления, назначении и принципах функционирования данной детали поговорим в сегодняшнем материале.

История появления «Гранаты»

ШРУС, в народе именуемый «Граната», представляет собой элемент трансмиссии практически всех переднеприводных моделей авто современности. Несмотря на это, история его проектировки и появления в автомобилестроении до сих пор окутана некой завесой тайны.

На сегодняшний день существует несколько версий создания данного узла, среди которых выделяется наиболее правдоподобная и отчасти подтверждённая. По имеющейся информации, ШРУС впервые был спроектирован инженером Альфредом Рцеппой в далёком 1927 году.

Этот человек долгое время трудился в компании «Форд Мотор», что вылилось в создание «гранаты», к слову, нередко именуемой шарниром Рцеппа.

Удивительно, но понадобилось более 40 лет на актуализацию созданного ШРУСа. Во многом это связано с тем, что только в конце 60-х и начале 70-х годов прошлого столетия автоконцерны начали с завидной регулярностью выпускать переднеприводные автомобили.

Шарнир в конструкции последних имел немаловажное значение, а именно – он являлся нейтрализатором разницы скоростей, которая возникала при повороте одновременно и крутящихся и ведомых колёс.

Без использования «гранат» в конструкции переднеприводных машин о комфортной и выгодной эксплуатации подобных агрегатов можно было бы и не задумываться.

На первый взгляд кажется, что появление ШРУСа в сфере автомобилестроения – это ничем не примечательное, рядовое событие. Однако на деле ситуация в корне иная, ведь использование данных шарниров позволило совершить настоящий переворот в концепте машин с передним приводом. Недаром до сих пор лучше обыкновенных, практически столетних «гранат» так ничего и не придумали.

Устройство и принцип работы ШРУСа

С момента создания шарниры равных угловых скоростей – это узел, направленный на нейтрализацию разницы скоростей, которая возникает в процессе поворота ведомых и приводных колёс.

Работают ШРУСы по принципу регуляции подаваемого вращения на каждую полуось трансмиссии (в нашем случае – на каждое колесо в отдельности). Однако стоит отметить, что «Граната» включается в работу лишь тогда, когда между данными полуосями появляется некоторый угол, как правило, не превышающий 70-75 градусов.

Подобное устройство ШРУСа позволило придать ему сразу несколько положительных свойств:

  • Во-первых, шарнир организует привод, который даёт возможность использовать передние колёса (очень редко – задние) в качестве и ведущих, и приводных элементов трансмиссии;
  • Во-вторых, шарнир осуществляет наиболее оптимальную передачу вращательного момента на каждую из полуосей при возникновении между ними угла до 75 градусов. В итоге, это позволяет повысить КПД функционирования мотора и существенно продлить срок эксплуатации целого ряда узлов подвески;
  • И в-третьих, шарнир способен работать достаточно долго, что немаловажно для комфортабельного использования автомобиля.

Как показало время, лучшими вариациями конструкции «гранат» являются те, что предполагают использование двух составных частей. Более чем 90 % современных машин с передним приводом оборудованы именно такими шарнирами, которые называются либо привод, либо ШРУС в сборе. Состоит подобный привод из двух частей – внутренний (задний) и внешний (передний) шарниры.

Первая составляющая «Гранаты» имеет более громоздкие размеры, но в работе нагружена не настолько сильно, как её «собрат». В любом случае, обе детали имеют колоссальное значение:

  • Внутренний ШРУС отвечает за передачу вращения от КПП к редукторному валу;
  • Внешний шарнир передаёт вращение от вала редуктора непосредственно к колесу.

Непростые функции и долговечность – вот, чем отличается как передний, так задний ШРУС, но как это возможно? «Виной» всему простейшая для столь важной детали конструкция, которая включает в себя:

  • сферическую чашу, работающую в купе с ведомым валом (они соединены между собой и формируют корпус любой «гранаты»);
  • сферический кулак, работающий вместе с ведущим валом (данные составляющие шарнира также соединены между собой, но образуют уже обойму узла);
  • 6 шариков (нейтрализуют разницу скоростей, по факту, выполняя главную функцию ШРУСа);
  • сепаратора (он удерживает 6 шариков в спецканавках и помогает им в нейтрализации разницы скоростей);
  • пальников (эти детали защищают поверхности шарнира, работающие с большим трением и имеющие смазку, от загрязнений из окружающей среды);
  • мелких элементов: стопорные кольца, крепления и т.п. (необходимы для организации единого механизма всех описанных выше элементов «гранаты»).

Отметим, что описанная выше структура ШРУСа актуальна для подобных деталей шарикового типа, которые являются наиболее используемыми в конструкции современных авто.

Помимо данного вида шарниров, также можно выделить сухариковый (часто используется на грузовых машинах), триподный (усовершенствованный наружный ШРУС) и спаренный (сложноустроенный шарнир, работающий с максимально возможным КПД).

Вне зависимости от конструкционных особенностей любой ШРУС выполняет описанные выше функции и является неотъемлемой частью любого переднеприводного автомобиля, как минимум, в течение последних 50 лет.

Процесс работы шарниров

Как стало ясно из предыдущего пункта, ШРУС состоит из нескольких частей и просто необходим для стабильной работы переднего привода практически всех современных машин. Но как именно шарнир, к примеру, левого колеса нейтрализует разницу угловых скоростей при повороте? Давайте разберёмся, обратив внимание на основные этапы в работе «гранаты»:

  1. Шарики располагаются в специальных канавках ведомой и ведущей части ШРУСа. При движении по внешнему диаметру они движутся по канавкам сферической чаши, при движении по внутреннему диаметру – сферического кулака;
  2. Если ведущий вал начинает вращение, то посредством начала движения данных шариков начинает вращаться и «граната», которая передаёт кручение на ступицу конкретного колеса;
  3. При изменении угла между двумя валами и, соответственно, полуосями передней подвески те же шарики начинают свободно перемещаться по спецканавкам, что позволяет передать оптимальное усилие каждому из валов. По итогу получается так, что разница скоростей нейтрализуется, и машина с передним приводом может спокойно и беспроблемно функционировать.

На первый взгляд и устройство, и принцип работы, и непосредственно процесс функционирования ШРУСов кажутся достаточно сложными понятиями, однако на деле все куда проще. Именно это и является главной «изюминкой» шарниров равных угловых скоростей, ведь не столь сложно организованная деталь позволяет выполнять колоссально важные функции для работы подвески переднеприводных авто.

Преимущества и недостатки «гранат»

Резюмируя сегодняшний материал, не лишним будет обратить внимание на то, чем можно похвалить ШРУСы, а чем напротив – поругать. Начнём с преимуществ данных деталей:

  • Тотальная совместимость. То есть, шарниры могут использоваться на автомобилях с разной организацией работы. Например, что ШРУС на дизеле, что ШРУС на бензине иди электрокаре – совершенно идентичные узлы;
  • Долгий срок службы. Естественно, это возможно при условии, что за шарниром должным образом следят и ухаживают;
  • Простота ремонта. При желании заменить ШРУС можно без наличия профессиональных навыков и огромного количества инструментов;
  • Простота диагностики поломок. Неисправность любого шарнира – именно то, что непременно даст о себе знать;
  • Пожалуй, самое главное – ранее описанное устройство работы. Ведь без нейтрализации пресловутой разницы угловых скоростей элементы подвески, шины и диски переднеприводных авто изнашивались бы в 5-10 раз быстрее, нежели они делают это при наличии в их конструкции ШРУСа.

Недостатков у «гранат» не столь много, а точнее – он один: ШРУСы прихотливы в эксплуатации. Особое внимание стоит уделить на постоянную проверку целостности пыльников и наличия смазки, так как какие-либо недочёты в этих аспектах способны за пару километров движения вывести даже новый шарнир из строя (а он, к слову, подлежит только частичной или полной замене). В остальном же характеризовать «гранату» можно исключительно с положительной стороны.

Как видите, ШРУС – это один из незаметных, но в то же время самых важных узлов в подвеске переднеприводных автомобилей. Недооценить важность данной детали очень сложно, хотя бы с учётом рассмотренной выше информации. Надеемся, сегодняшний материал был для вас полезен. Удачи на дорогах!

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Не забудьте поделиться этой страницей с друзьямиИ подписаться на нашу группу

Источник: https://SwapMotor.ru/transmissiya/shrus.html

Шрус внутрений и наружный: устройство и принцип работы, неисправности и какой лучше

Абсолютное мнение по поводу истории создания ШРУСА отсутствует. Суть одного из наиболее распространенных в том, что в 1927 году это устройство изобрел и запатентовал Альфред Рцепп. Поэтому, сам механизм среди любителей-профессионалов до сих пор называют шарниром «Рцеппа».

Уже ближе к концу 60-х переднеприводные автомобили стали особо интересны для разработчиков практически сразу всех значительных автомобильных концернов.

Интерес вызвала компоновка их кузова, неоднократно позволяющая предложить водителю и самим пассажирам максимум места в транспортном средстве.

  • 1. Назначение ШРУСа
  • 2. Устройство и принцип работы ШРУСа
  • 3. Достоинства и недостатки ШРУСа

Вот так для обеспечения привода на передние управляемые колеса, не лишая их возможности поворачивать, специалисты придумали такой сложный механизм как ШРУС. Аббревиатура обозначает «шарнир равных угловых скоростей». Деталь интересная, термин непривычный.

Само устройство предусматривает решение следующей задачи – передачу равномерного вращательного движения от одной полуоси к другой, в случае если они расположены под углом друг к другу. Самое важное, чтобы расположение полуосей было под определенным углом.

Его величина обычно терпит постоянные изменения, не превышая отметку в 70 градусов.

Конструкции шарнира равных угловых скоростей бывают разные, их существует сразу несколько. В настоящий момент существует несколько модификаций ШРУСа. Так, ШРУС шарикового типа является наиболее распространенным. Появился он впервые в двадцатые годы прошлого века. Популярным является кулачковый ШРУС, разработанный французским изобретателем Грегуаром.

Тот запатентовал свое изобретение в начале двадцатых годов под именем «Тракта». Следующая разновидность ШРУСа – спаренный карданный. Сфера его применения – автомобили производства США тоже двадцатых годов. Речь идет о Cord L29. В том числе их использовали для трансмиссии французских автомобилей «Панар-Левассор» в 50-60-х годы.

В настоящий момент он тоже применяется в схемах разных транспортных средств, которые не развивают достаточно высокую скорость, например, тракторы.

1. Назначение ШРУСа

ШРУС имеет свое предназначение. Его основная задача – передача равномерного вращения под углом. Так, шарнир равных угловых скоростей применяют для независимой подвески, что на передних управляемых колесах. Правда, здесь нужно соблюдать следующее условие – колеса должны быть ведущими.

Так как ШРУС – составная деталь, значит, помимо вращения он способен обеспечить угол поворота в пределах 70 градусов, позволяя его применять в конструкции ведущей оси.

Внутренний и внешний ШРУС

Попытаемся разобраться, что собой представляют в трансмиссии переднеприводных автомобилей внутренний и внешний ШРУСы. Речь пойдет не только об особенностях конструкции, но и механизме передачи вращательного движения от коробки переменных передач либо вала редуктора на ведущие колёса, требуя как минимум два шарнира на пути. Дело в том, что иметь по одному ШРУСу на каждое колесо оказывается мало, нужна их пара.

Поэтому, напомним еще раз, что сама конструкция необходима для обеспечения свободы передвижения вала. Внутренний шрус устанавливают внутри корпуса коробки передач, в то время как внешний у самого колеса. Оба шруса необходимы для успешного передвижения автомобиля. Однако, между ними существует определенное отличие, которое зависит от модели автомобиля.

Попытаемся разобраться, в чем же разница между ними. Во-первых, внутренний больше по размерам, поэтому и стоит дороже. Его основное предназначение – передача вращения от трансмиссии к валу. Внешний ШРУС должен вращать ступицу колеса, поскольку у него посадочные шлицы. Отсутствие достаточного количества свободного пространства неоднократно вынуждает специалистов сделать его в габаритах намного меньшим.

2. Устройство и принцип работы ШРУСа

Что касается стандартного набора составляющих шарнира, он следующий. Здесь всего четыре детали, поэтому сам механизм простой.

– корпус, похожий на сферическую чашу и ведомый вал;

– внутренняя обойма как сферической кулак и ведущий вал;

– сепаратор как кольцо, в котором есть специальные отверстия. Он необходим для удержания шариков;

– да и сами шарики – шесть штук.

Невзирая на то, что существует полное разнообразие конструктивных решений ШРУСов, неизменным остается их принцип работы. А именно, точки контакта, которые передают окружные силы. Они обязательно должны находиться в биссекторной полости, что проходит через биссектрису угла, которую образуют валы.

Попытаемся разобраться в том, как работает ШРУС. Однако, чтобы этот принцип работы понять, необходимо разобраться из каких компонентов он состоит и каким образом работает.

Процесс работы ШРУСа предусматривает следующие этапы:

1. На внутренней обойме и в корпусе есть сферические канавки. Их количество совпадает с числом шариков;

2. Удержать шарики вполне реально сепаратором, что расположен в векторном пространстве кулак-корпус. Дальше они перемещаются по внешнему диаметру канавок корпуса. Что касается внутреннего диаметра, здесь шарики перемещаются по канавкам кулака;

3. Вращая ведущий вал, можно передать усилие на обойму через кулак и шарики, что находятся в канавках. Дальше эта мощность передается на ведомый вал;

4. В результате изменения угла между ведомым и ведущим валами, шарики очень свободно перемещаются по канавкам, продолжая таким образом передавать усилие.

3. Достоинства и недостатки ШРУСа

ШРУС легкий, относительно надежный, в случае поломки заменяется просто. Его преимущество заключается в том, что в сравнении с иными аналогичными механизмами, благодаря помощи шарнира возможна лишь незначительная потеря мощности.

Рекомендуем:  Карбюратор — регулировка холостого хода своими руками

Недостаток ШРУСа – наличие пыльника в конструкции. Он необходим, чтобы сохранить чистоту устройства, одновременно выступая контейнером для смазки. Это его защитная функция.

ШРУС как раз расположен в таком месте, где невозможно его соприкосновение с иными посторонними предметами. Оказаться порван может и пыльник. Это может случиться в момент езды, например, переезжая препятствие, либо по слишком глубокой колее. Узнать об этом может только сам владелец авто.

Обычно он об этом понимает, когда грязь уже находится внутри пыльника, попав туда через трещину. Таким образом, можно спровоцировать интенсивный износ. В том случае, если владелец авто уверен, что это случилось совсем недавно, шрус можно просто снять, хорошенько его промыв. Заменяя пыльник, его необходимо заполнить новой смазкой.

В том случае, если неприятность произошла не недавно, ШРУС обязательно должен выйти из строя раньше времени.

Источник: https://scart-avto.ru/remont/shrus-vnutreniy-i-naruzhnyy-ustroystvo-i-printsip-raboty/

Что такое шрус в автомобиле?

Один из ответственных в устройстве автомобиле, который занимается передачей крутящего момента при углах до 70 градусов относительно оси.

статьи:

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:

  • улучшенная проходимость;
  • улучшенная динамика управления;
  • экономичность.

При создании ведущих передних колес, во время передачи крутящего момента на передние колеса терялась мощность и были другие недостатки:

  1. Механизмы шарниров быстро ломались.
  2. Передача вращения была неравномерной.
  3. Передача сопровождалась с сильной вибрацией.
  4. Шестерни и валы коробки передач работали с превышенной нагрузкой.

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.

Типы автомобильных ШРУСОВ

Всего есть 4 типа автошрусов по конструктивной особенности:

  1. Сухариковый. Устанавливается на грузовые автомобили и автобусы.
  2. Трипоидный. Используется во внутренних конструкциях из-за осевого своего перемещения.
  3. Спаренный. Редкоиспользуемый тип шарниров. Сложный в конструкции.
  4. Шариковый. Это самый распространенный тип. Устанавливается во всех легковых переднеприводных машинах.

Классификация ШРУСОВ:

Внутренний шрус является соединительным звеном между коробкой передач и полуоси. Внешний шрус является соединительным элементом между полуоси и ступицы колеса. Они работают в паре и передают все типы нагрузок. Если во время движения прокололо бескамерное колесо, в него можно закачать специальный герметик для бескамерных шин.

Известно ли вам, что ксеноновые фары запрещено использовать, так как они светят слишком ярко и ослепляют водителей встречных авто. Но, можно устанавливать ксеноновые противотуманники.

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.

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.

Признаки неисправности ШРУСА

Благодаря наличию в устройстве шруса пыльника — он защищен от попадания пыли, влаги и грязи.

Причины поломок шарниров равных угловых скоростей:

  1. Порванный пыльник.
  2. Использование некачественной или не подходящей смазки.
  3. Бракованный металл.

Если во время езды появились хрусты, щелчки, скрежет (металл об металл), то это и есть не что иное как признак поломки ШРУСА. Эти звуки появляются, когда через порванный или слетевший пыльник попали механические частицы в подшипники и шарики заедают.

Источник: https://autostuk.ru/chto-takoe-shrus-v-avtomobile.html

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:

  • повышенная проходимость;
  • 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.

Типы ШРУСов, их устройство и принцип работы

В современных автомобилях используются различные ШРУСы, которые классифицируются:

  • по месту установки (внешние и внутренние);
  • по типу конструкции (шариковые, триподные, кулачковые и спаренные карданные).

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

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:

  1. Повреждение пыльника и проникновение загрязнений внутрь шарнирного соединения.
  2. Отсутствие или применение низкокачественной смазки.
  3. Использование бракованного металла или нарушение технологий при производстве устройства.

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.

Источник: https://AvtoNov.com/%D1%88%D1%80%D1%83%D1%81-%D0%B8%D0%BB%D0%B8-%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D1%82%D0%B0-%D0%B2-%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D0%B5/

Что такое ШРУС и в чем его секрет?

Наверное, многие автолюбители, слышали такое слово как ШРУС. Заезжая на станцию технического обслуживания можно услышать много интересных слов, но большинство водителей бояться поломки ШРУСа как огня. Что это за хитрое устройство, почему его ремонт обходится в копеечку, выясним в сегодняшней статье.

Стоит отметить, что буквально полсотни лет назад, автолюбители даже понятия не имели о подобном изобретении. ШРУС – это аббревиатура, расшифровывается как шарнир равных угловых скоростей. Принцип работы механизма использовался еще в Древней Греции. Современные ШРУСы получили свое массовое распространение в 50-х годах прошлого столетия.

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.

Как вы уже поняли, ШРУС это – шарнир равных угловых скоростей. Непонятное словосочетание для обывателя?! Если простыми словами, механизм отвечает за передачу вращательного движения под разными углами. 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.

Внешний ШРУС

Внешний шарнир очень легко определить визуально. Находится он возле ведущего колеса, как правило, оборудован многогранником системы ABS и большим резиновым пыльником пирамидообразной формы. Как мы уже писали, пыльник защищает гранату от попадания влаги, грязи и пыли.

Конструкция ШРУСа чем-то напоминает карданный вал. Но последний, в связи с особенностью конструкции не может поворачиваться на критические углы. Это связано с тем, что угол работы карданной передачи очень маленький, а при критических углах начинаются рывки, которые пагубно влияют на коробку передач.

Совершенно другое дело – ШРУС. Конструкция позволяет выполнить механизм небольшого размера, который будет поворачивать колесо в разных плоскостях, при этом сохраняя плавность хода и комфортную езду.

Внешняя «граната» состоит из корпуса и полуоси, а также защитного кожуха. Внутри механизма находятся металлические подшипники (шарики). Все элементы конструкции соединены между собой при помощи металлического кольца. Принцип работы простой, механизм поворачивается в разные стороны, шарики крутятся внутри корпуса в специальных пазах, при этом происходит плавная передача вращательного движения.

Внутренний ШРУС

В некоторых случаях, схема внутренней «гранаты» может быть похожей с внешней. Но, как правило, разработчики внедряют иную схему. Если ШРУС двигается при помощи трех подшипников, его называют трипоидным.

Как показывает практика, подобный механизм ломается намного реже. Это связано с тем, что он меньше подвержен критическим нагрузкам и смены углам, так как находится ближе к дифференциалу, то есть к центру авто.

В зависимости от конструкции он может состоять из шариков, разного размера и диаметра.

Принцип работы аналогичный внешней гранате, только из-за конструктивной особенности и расположению, внутренний шарнир работает при меньших градусных диапазонах. Как правило, рабочий угол составляет до 20 градусов.

работы внешнего и внутреннего шруса на приводном вале.

Типы и виды «гранат»

Конструктивно ШРУС может отличаться. Все зависит от завода производителя и типа. В настоящее время существует четыре основных разновидности «гранат».

  1. Кулачковый
  2. Трипоидный
  3. Шариковый
  4. Карданный спаренный

Кулачковый состоит из двух круглых элементов, один из которых входит в другой. Подобная конструкция позволяет применять максимальные нагрузки на ось. Как правило, транспортные средства, оборудованные кулачковым шарниром, двигаются только на средних скоростных режимах.

Устройство кулачкового ШРУСа

Трипоидный состоит из трех подшипников. Большинство автомобилей оборудуют именно этой системой. Она более универсальная и довольно жесткая, способная осуществлять работу на высоких скоростях и служит достаточно долго.

Работа трипоидного ШРУСа

Шариковый работает по принципу трипоидной системы, только вместо роликов, вращающий момент передают небольшие металлические шарики, заключенные в оболочку и двигающиеся по заданным каналам.

Работа шарикового ШРУСа

Карданный состоит из обычных карданных соединений, которые передают крутящий момент колесам автомобиля. Устанавливается на большие грузовые автомобили.

Работа карданного шарнира

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.

Шарнир равных угловых скоростей (автомобильная граната), привод — Автоберлога

На верхнем фото изображен передний автомобильный привод в сборе. На концах привода находятся гранаты (шарниры равных угловых скоростей — ШРУС). Слева — наружная граната, справа — внутренняя. Внутренний ШРУС втыкается в коробку, а наружный — в ступицу. Функция привода — передача крутящего момента в колесо автомобиля.

Где находятся автомобильные привода и гранаты

Приводами с гранатами оснащаются только «передки» автомобилей. То есть их ставят туда, где требуется передать крутящий момент при углах поворота до 70 градусов относительно оси. На двух верхних фото показано типичное размещение приводов и ШРУС. Как видно, длины левого и правого приводного вала (привода) различаются.

Так как не все привода идеально ровные, то на некоторые из них устанавливают специальный грузик (как на фото) для устранения вибрации при больших оборотах.

Принцип действия автомобильной гранаты

Анимация наглядно показывает принцип действия шарикового ШРУСа типа «Рцеппа». Все гениально и просто. Практически нет потерь мощности при больших углах поворота шарнира.

Внутренняя и наружная гранаты (ШРУС) в разобранном виде

Во внутренних гранатах используются игольчатые подшипники, фрагмент одного такого подшипника виден на верхнем фото (внутри кольца осталась часть маленьких валиков). Этот подшипник рассыпался при демонтаже наружной гранаты. При езде на таком внутреннем ШРУСе наблюдается сильная вибрация в момент ускорения автомобиля.

В наружных гранатах используются шарики.

Почему хрустит ШРУС и когда его следует менять

Если автомобильные гранаты хрустят на поворотах, то это значит, что они пришли в негодность и настало время их заменить. Нельзя сильно медлить с заменой гранат, так как бывают случаи, когда они просто-напросто рассыпаются на ходу и автомобиль приходится эвакуировать.

Хруст в ШРУС происходит из-за износа канавок и шариков.

Как продлить срок службы гранат

Все очень просто, следуйте трем основным правилам и привода вашего автомобиля прослужат очень долго:

  1. Никогда не рвите с места! При резком старте, крутящий момент значительно выше, чем при езде. Из-за больших нагрузок, гранаты быстро приходят в негодность;
  2. Не газуйте при вывернутом руле. Когда шарнир повернут на большой угол относительно оси, нагрузка на его элементы сильно возрастает, что способствует более быстрому изнашиванию ШРУС;
  3. Проверяйте состояние пыльников на гранатах (при попадании грязи, песка и других инородных тел, механизмы гранат быстро изнашиваются).

Сколько стоят автомобильные гранаты и привода и где их лучше купить, где купить внутреннюю гранату

Одна новая наружная граната стоит около 1700 рублей. Так как внутренние гранаты очень редко выходят из строя, их практически нереально купить в магазине. Если внутренняя граната пришла в негодность, то следует купить контрактный привод в сборе (как на первом фото, в Юкка Моторс привод с гранатами стоит около 2000 рублей).

Замена привода, как и одной из гранат стоит 600 рублей, длится по времени примерно пол часа. При замене привода сливается масло из коробки.

Контрактные привода служат довольно долго, при спокойной езде они могут проработать 2–3 года.

Источник: https://avtoberloga.ru/sharnir-ravnyh-uglovyh-skorostei-avtomobilnaya-granata-privod/

Арифметика ШРУСов — Автоцентр.ua

ШРУС – шарнир равных угловых скоростей. Этот узел был создан в 20-е годы XX века и сегодня является неотъемлемой частью автомобиля. Было создано немало конструкций, но сейчас используют лишь несколько их типов.

ШРУС – шарнир равных угловых скоростей. Этот узел был создан в 20-е годы XX века и сегодня является неотъемлемой частью автомобиля. Было создано немало конструкций, но сейчас используют лишь несколько их типов.

При первых попытках создания полно- и переднеприводных автомобилей конструкторы столкнулись с весьма серьезной проблемой: как передавать крутящий момент от дифференциала к колесам.

Карданные шарниры с крестовинами не могли в одиночку выполнять эту функцию, так как при малейшей несоосности сопряженных валов угловая скорость вращения ведомого, расположенного под углом, не равным 180°, к ведущему, неравномерна: она то увеличивается, то снижается в пределах оборота.

Соответственно, если ведомым валом является полуось, колесо тоже вращается неравномерно, а значит, заметно увеличиваются нагрузки на детали, интенсивно изнашиваются шины и снижается уровень комфорта.

Установка двух таких шарниров неравных угловых скоростей, как в случае с карданным валом, тоже не спасала ситуацию.

Шарниры с крестовинами способны эффективно работать под углами до 45° но, углы между валами – ведущим с промежуточным и ведомым с промежуточным – при этом должны быть одинаковыми.

Соблюсти последнее условие в случае с передне- или полноприводными автомобилями невозможно, так как углы между ведомым и ведущим валами привода управляемых колес изменяются не только в вертикальной плоскости, но и в горизонтальной.

Словом, классическому шарниру неравных угловых скоростей, который используется в карданной передаче, пришлось искать замену. Многие инженеры минувшего века усердно работали над созданием шарнира равных угловых скоростей.

Было разработано много конструкций, однако в последние десятилетия наибольшее распространение получили четыре типа ШРУСов, конструктивно отличающиеся между собой: кулачково-дисковый; четырехшариковый типа «Вейсс»; универсальные шестишариковые типа «Рцеппа»; трехшиповые типа «Трипод».

Кулачки и диски

В середине 20-х годов прошлого века француз Жан-Альбер Грегуар одним из первых разработал и запатентовал конструкцию шарнира равных угловых скоростей. ШРУС, получивший имя «Тракта», состоит из двух кулаков (отсюда и название – кулачковый), включающих в себя четыре штампованные детали – две вилки и два фасонных диска, и входящих в зацепление между собой.

Площадь поверхности контакта получается большой, благодаря чему детали испытывают небольшие по сравнению со сдвоенным карданным шарниром нагрузки и могут работать под достаточно большими углами – до 50°. В 20 – 30-е годы конструкция использовалась во многих европейских переднеприводных автомобилях – Citroёn, Adler, DKV, Shtever.

Последнее время шарнир «Тракта» широко применяется в зарубежных автомобилях большой грузоподъемности.

Позже шарнир «Тракта» был модернизирован в кулачково-дисковую конструкцию. Она оказалась более «силовой» и применялась в тяжелых полноприводных грузовиках с постоянным неотключаемым полным приводом. Кулачково-дисковые ШРУСы и по сей день используются на полноприводных КамАЗах, КрАЗах, «Уралах».

Кулачково-дисковый ШРУС состоит из двух кулаков, двух вкладышей и диска. У вкладышей обработанные наружные цилиндрические шейки, а внутри – пазы с плоскими боковыми поверхностями. Цилиндрические шейки вкладышей охватываются кулаками, а диск входит в пазы.

При такой конструкции каждая полуось может поворачиваться относительно оси диска и шеек вкладышей, то есть в двух перпендикулярных направлениях, как в карданном шарнире неравных угловых скоростей.

Таким образом, кулачково-дисковый шарнир состоит как бы из двух карданных шарниров, благодаря чему внутренняя и наружная полуоси вращаются с одинаковыми угловыми скоростями. При использовании кулачково-дискового шарнира максимальный рабочий угол между валами составляет 45°.

КПД кулачковых шарниров значительно ниже, чем других ШРУСов, так как их детали работают в условиях трения скольжения, а не качения. В процессе эксплуатации они могут перегреваться, а при нерегулярном смазывании на рабочих поверхностях появляются задиры.

https://www.youtube.com/watch?v=4yO-p6J5vPc

Уже не один десяток лет кулачковые и кулачково-дисковые ШРУСы в легковых автомобилях не используют из-за низкого КПД и из соображений компоновки: у них большие габариты и вес.

Четыре плюс один

Некоторых недостатков предыдущих конструкций сумел избежать инженер Карл Вейсс. В 20-е годы он изобрел свой шариковый шарнир равных угловых скоростей (запатентован в 1923 году), в котором крутящий момент передается с помощью шариков.

Равномерность вращения в нем обеспечивается благодаря одинаковым расстояниям между канавками и центром шарнира. Центры четырех шариков всегда лежат в биссекторной плоскости.

Биссекторная плоскость – плоскость, которая проходит через биссектрису угла между стыкуемыми валами и перпендикулярна плоскости, образованной осями этих валов. Для исключения смещения вилок предусмотрен центрирующий пятый шарик.

Конструкция этого ШРУСа включает в себя два кулака, в которых по определенной дуге сделаны канавки. Четыре шарика располагаются на пересечении симметрично расположенных канавок в биссекторной плоскости. Интересно, что при движении автомобиля вперед усилие передается одной парой шариков, а при движении назад – другой.

Четырехшариковый шарнир типа «Вейсс» устанавливался на многих советских полноприводных автомобилях – УАЗ-469, ГАЗ-66, ГАЗ-69, ЗИЛ-131, а также на большинстве зарубежных машин повышенной проходимости 40 – 60 годов выпуска – американских «Виллисах» и «Студебеккерах».

Широкое распространение шарниры Вейсса получили благодаря низкой трудоемкости изготовления, простоте конструкции, а значит, и низкой стоимости. Однако при этом ШРУС данного типа имеет серьезные недостатки: он работает при углах до 32 градусов, а из-за большой контактной нагрузки, которая приходится всего на два шарика, соответственно, и на две канавки, его ресурс не превышает 30 000 км.

Шестишариковый

В шарнире Альфреда Рцеппа (запатентован в 1927 году) крутящий момент передают шесть шариков. Именно эта конструкция наиболее популярна у создателей легковых автомобилей: она оказалась самой совершенной и долговечной.

Конструктивно базовый шарнир «Рцеппа» состоит из следующих основных элементов: корпуса (сферической чашки с ведомым валом), внутренней обоймы (сферического кулака с ведущим валом), делительного рычажка, сепаратора, удерживающего шесть шариков.

Они располагаются в меридианальных канавках полукруглого сечения, которые сделаны на внутренней сферической поверхности корпуса и во внутренней обойме.

При наклоне валов шарики устанавливаются в биссекторной плоскости при помощи делительного рычажка, поворачивающего сепаратор (см. рис. справа).

ШРУС с делительным рычажком работает при углах до 37°. Благодаря передаче усилия через шесть шариков небольшой ШРУС способен передавать внушительные крутящие моменты. Данная конструкция довольно надежна, характеризуется высоким КПД, но при этом она весьма дорогая. Стоимость обусловлена сложностью изготовления: чтобы обеспечивать передачу усилий всеми шариками одновременно, необходима высокоточная токарная и фрезерная обработка деталей.

Расширение «модельного ряда» шарниров этого типа произошло после того, как патент на их производство приобрели различные компании, например, GKN и Lo..bro. Каждая из них по-своему решила усовершенствовать, а точнее, упростить конструкцию, что и стало причиной появления шарниров типа «Бирфильд», «ГКН» (GKN), и «Лебро» (Lo..bro).

В шарнире «Бирфильд» требуемого перемещения шариков в канавках при изменении угла между валами добились путем проточки в кулаке и чашке канавок с переменной глубиной. Их нарезали по радиусам, центры которых смещены в разные стороны относительно плоскости, в которой располагаются шарики.

Таким образом удалось добиться пропорционального перемещения сепаратора с шариками относительно кулака и чашки. Кроме того, профиль сечения канавок выполнен не по дуге окружности, а по эллипсу, что позволило предохранить кромки канавок от сминания и скалывания.

Данный шарнир имеет высокий КПД – от 95 до 99% (в зависимости от угла поворота) и способен работать под углами до 45°.

Шарнир «ГКН» отличается от предшественника тем, что в чашке и кулаке канавки эллиптического сечения прорезаны продольно, параллельно оси их валов. Сепаратор и кулак имеют сферические поверхности. При этом сферическая наружная часть сепаратора переходит в коническую (под углом 10°). Установка шариков в требуемой биссекторной плоскости при появлении несоосности валов обеспечивается благодаря смещенным центрам наружной и внутренней сфер сепаратора.

Шарнир типа «Лебро» (Lo..bro) отличается от «ГКН» тем, что канавки в чашке и кулаке нарезаны под углом 15-16° к образующей цилиндра, а геометрия сепаратора правильная – без каких-либо конусов и с параллельными наружной и внутренней сторонами.

У данного шарнира меньшие размеры, чем у других шестишариковых шарниров. Есть и другие преимущества. Сепаратор не выполняет функции смещения шариков кулаков, менее нагружен, поэтому требования к точности его изготовления ниже.

Имеющийся фланцевый разъем шарнира усложняет конструкцию, однако облегчает ее сборку и установку. КПД такого шарнира – около 0,99 (при угле выворота 10°).

Шарниры из семейства «Рцеппа» достаточно дороги, но долговечны и могут «пробежать» от 100 000 до 200 000 км.

Трехшиповой

Трехшиповой шарнир типа «Трипод» также является производным от «Рцеппа», однако его конструкция серьезно отличается от предшественника. Он применяется на легковых и грузовых автомобилях малой грузоподъемности. Трехшиповые шарниры бывают двух видов: жесткие и универсальные. Первые могут передавать крутящий момент при углах между валами до 43°, но при этом не допускают осевых перемещений, из-за чего их и назвали «жесткими». Используются они в качестве наружных ШРУСов.

Универсальные трехшиповые ШРУСы допускают перемещения вдоль оси, что необходимо для компенсации колебаний передней подвески и силового агрегата при езде по неровностям. С другой стороны, эти шарниры могут работать при небольших углах – до 25°, поэтому чаще всего используются в качестве внутренних ШРУСов.

Конструктивно жесткий и универсальный трехшиповые шарниры похожи.

Жесткий шарнир состоит из корпуса (сделанного как единое целое с валом), в котором шипы закреплены под углом 120°. На них установлены ролики с шаровой поверхностью, которые могут вращаться. Внутри корпуса расположена вилка с выходным валом, в которой для перемещения шипов с роликами проделаны три паза цилиндрического сечения. Торцевая поверхность вилки сферическая, что позволило получить больший рабочий угол между сопряженными валами.

Универсальный шарнир состоит из корпуса, трех роликов, надетых на пальцы «трехшиповика», напрессованного на шлицевую часть вала шарниров. Ролики на пальцах «трехшиповика» сидят на игольчатых подшипниках.

Во внутренней части корпуса сделаны канавки под ролики, что, собственно, и обеспечивает необходимый угол поворота внутреннего шарнира, а также позволяет ШРУСу перемещаться в продольном (вдоль оси) направлении.

Данные шарниры достаточно долговечны и используются, например, на «Тавриях» в качестве внутренних ШРУСов.

Юрий Дацык
Фото GKN

Источник: https://www.autocentre.ua/opyt/poleznye-sovety/arifmetika-shrusov-291312.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Автолайф
Как перезагрузить Радар детектор Sho me

Закрыть