Шрус принцип работы

Внутренний шарнир (обычно трипод) компенсирует осевые перемещения привода, а внешний отвечает за передачу момента при различных углах полуосей.

Аббревиатура ШРУС обозначает – «шарнир равных угловых скоростей», среди автолюбителей больше известного как «граната».

Назначение

Данный узел предназначен для передачи крутящего момента от двигателя на управляемые колеса, сохраняя их возможность поворачивать. Подобное устройство узла позволяет передавать вращательное движение между полуосями, когда они находятся под каким-либо углом друг к другу. Обычно значение угла не превышает 70 градусов.

Устройство

Конструктивно существует несколько типов шарниров, где наибольшее распространение получили ШРУСы шарикового типа и так называемый «трипод» или как его еще называют «трехшип» — подшипник игольчатого типа.

Для передачи вращательного момента необходимо наличие двух шарниров: внутренний и внешний. Внутренний шарнир входит в КПП, а наружный в ступицу ведущего колеса. Шарниры между собой соединены валом. Вал в сборе с шарнирами носит название «полуось». На автомобиле имеется две полуоси: правая и левая.

Внутренний шарнир (обычно трипод) компенсирует осевые перемещения привода, а внешний отвечает за передачу момента при различных углах полуосей.

Устройство шарниров достаточно простое и представляет собой корпус, выполненный как единое целое с валом (ведомым или ведущим. В корпусе находится сепаратор для удержания шариков и сами шарики, в количестве шести штук.

Ведомый и ведущий валы ШРУСов имеют на концах шлицы, на внутреннем шарнире они служат с соединением с элементами КПП, а на наружном для соединения с колесной ступицей. Плюс вал наружного шарнира имеет еще и резьбу для фиксации полуоси.

Сверху шарниры имеют защитные чехлы для предохранения от попадания в узел воды и грязи, каких-либо посторонних предметов и удержания смазки.

Принцип работы

Внутренняя обойма и сам корпус имеют продольные сферические канавки, их количество идентично числу шариков. В случае изменения угла между валами, шарики начинают перемещаться по канавкам, не прерывая передачу крутящего момента.

Признаки неисправности ШРУСов

• Хруст при повороте управляемых колес, особенно слышимый при вывороте колес в крайние положения;

• Рывки при разгоне автомобиля;

• Люфт в шарнире на вывешенном колесе.

Причины неисправности шарниров:

• повреждение защитных чехлов;

• качество смазки и ее состояние;

• агрессивная манера езды;

• износ сепаратора, внутренней обоймы, шариков, а также внутренних пазов в наружной обойме шарнира.

В большинстве случаев преждевременный выход из строя ШРУС вызван потерей герметичности его защитного чехла, либо ослаблением хомутов его крепления. Через трещины и разрывы в чехлах в узел попадает вода и грязь с дорожного полотна, образуя смесь, агрессивно воздействующую на детали шарнира, что ведет к быстрому их выходу из строя.

Стоимость установки или замены шарниров

При обращении в автосервис стоимость замены или установки ШРУСов будет зависеть от того, какие именно запасные части были установлены, оригинал или реплика. При этом замена наружного ШРУСа может быть осуществлена как с демонтажем полуоси, так и без такового с заменого шарнира без снятия всего привода.

Средняя стоимость замены ШРУСа в различных техцентрах варьируется от 1000 до 1400 рублей и в среднем порядка 1400-1600 рублей будет стоить замена привода в сборе.

Для поддержания шарниров всегда в рабочем состоянии и, следовательно,для надежной длительной его эксплуатации, рекомендуется периодически проходить диагностику трансмиссии и ходовой части.

Наружный и внутренний ШРУС

Опубликовано 13.05.2015 от Sa1amandeR в Автосоветы // 0 Комментарии

ШРУС (шарнир равных угловых скоростей, «граната») состоит из двух основных элементов – обоймы и корпуса. Обойма расположена внутри корпуса. Их поверхности оснащены специальными параллельными углублениями («канавками»), предназначенными для шариков. Корпус и обойма имеют сферическую форму, а шарики обеспечивают им жесткое соединение и передачу вращения.

Наружный ШРУС, в отличии от внутреннего, имеет значительно больший «рабочий угол». Дело в том, что когда поворачивается управляемое колесо, наружный ШРУС может иметь угол поворота близкий 50 градусам. В то время как внутренний ШРУС может поворачиваться не более чем на 20 градусов. По этой причине шарниры применяемые для внутренних и наружных «гранат» не одинаковы. Треножные для внутренних, а шаровые для наружных.

Конструкция наружного ШРУСа включает в себя обойму, расположенную на валу. Как писалось выше, поверхность обоймы оснащена канавками. Они имеются и на узловом корпусе, причем в идентичном количестве. Шарики находящиеся в них, предназначены для передачи крутящего момента по «маршруту» от вала к ШРУСу, а потом от него к ступице.

Даже притом, что конструктивно ШРУСы имеют множество решений, их предназначение и работа остаются теми же, что были 10 или 20 лет назад. Каждая контактная точка, которая отвечает за передачу окружных сил, обязательно должна быть расположена в биссекторной полости, которая проходит через биссектрису текущего угла между валами.

Применение ШРУСов.

Шарнир равных угловых скоростей применяется в передних независимых подвесках ведущих управляемых колес. ШРУС является составной деталью, которая может обеспечить не только вращение, но и поворот в пределах 70-ти градусов. Благодаря таким свойствам, он может применяться для ведущих осей.

Автомобиль с полным или задним приводом довольно редко оборудуется такими механизмами, а если и встречаются, то в моделях имеющих заднюю независимую подвеску. В данном случае, колесо может совершать несинхронизированное смещение относительно вертикальной и горизонтальной осей. Такое перемещение ограничено, но даже в таком случае, обычный приводный вал уже становится недоступным для использования для ведущих задних осях.

Внутренний и внешний ШРУС – в чем отличия.

Наружный и внутренний ШРУС

Из-за специфики конструктивного решения и способа, которым вращательное движение передается от КПП или редуктора к ведущим колесам, необходимо наличие минимум двух шарниров в данной схеме работы. За передачу вращения валу отвечает большой (внутренний) ШРУС.

Благодаря внешнему ШРУСу происходит вращение ступицы колеса. Для этого предусмотрены специальные шлицы. Меньшие размеры внешнего «шарнира» связаны с его расположением и дефицитом свободного места.

Плюсы и минусы в работе ШРУСа

Преимущества ШРУСа:

Одним из основных плюсов в работе ШРУСа является его способность максимально сохранять передаваемую мощность. Достигнуть таких показателей в сохранении передаваемой энергии вращения, на сегодняшний день не под силу альтернативным механизмам. Также к положительным свойствам можно отнести его вес, не сложность замены в случае необходимости, и сравнительно неплохую надежность в работе.

Преимущества ШРУСа:

Когда угол между составными элементами маленький, передачу крутящего момента легко осуществляют шарниры неравных угловых скоростей кардана. Вслед за увеличением данного угла, увеличивается неравномерность вращения валов, что усложняет работу передачи и мощность начинает теряться. Вот тут и раскрывается в полной мере необходимость в таком механизме как ШРУС, который предназначен для устранения данных проблем.

Являются наименее востребованными устройствами. Изготавливаются из двух карданных шарниров, состыкованных между собой.

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.

1. Автомобиль поддомкрачивается со стороны заменяемого ШРУСа или ставится на подъемник, после чего из коробки передач сливают масло.

Какую смазку использовать для ШРУСа

Основные задачи смазок, применяемых в ШРУС – это защита от трения и предотвращение развития коррозии. Также смазка должна быть инертной по отношении к полимерным пыльникам, предотвращающим попадание влаги и мусора внутрь механизма. Большинству из вышеназванных требований соответствуют следующие разновидности смазок:

3. Бариевая смазка. Устойчива к попаданию внутрь механизма влаги, успешно противостоит коррозии, а также нейтральна к любым полимерам, из которых изготовлены пыльники. Главный ее недостаток – плохая устойчивость к низкой температуре. Смазка на данный момент в силу высокой стоимости не слишком распространена. Все отечественные составы, изготовленные по данной технологии, маркируются под названием ШРБ-4.

Для защиты ШРУС, даже при рекомендации продавцов, не рекомендуется применять следующие составы:

При смене смазки шарнира руководствуются инструкцией по эксплуатации автомобиля и самой смазки. Ее плановая замена должна производиться через каждые 100 тыс. км пробега, а также при установке нового ШРУСа или пыльника.

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.

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.

Следующий шарнир имеет название «Рцеппа». Этот шариковый ШРУС состоит из обойм, рабочих шариков и делительного рычага.

Типы шарниров равных угловых скоростей

Шарниров равных угловых скоростей, как было создано, несколько, и все они в той или иной мере использовались на автотранспорте.

Одним из таких сочленений является «Тракта».

Состоит он из втулок и фасонных кулаков, каждого из элементов – по два.

На основе данного шарнира позже был создан кулачково-дисковый шарнир, состоящий из вилок, кулаков и диска. Эти сочленения зачастую устанавливаются на грузовики.

Еще одним ШРУСом является «Веисс» — шариковый шарнир с делительными канавками.

Состоит он из кулаков, рабочих шариков, центрирующего шарика и фиксаторов штифтового типа.

Следующий шарнир имеет название «Рцеппа». Этот шариковый ШРУС состоит из обойм, рабочих шариков и делительного рычага.

Самое большее распространение на легковых авто получил ШРУС «Бирфильд». Данный ШРУС тоже является шариковым, с делительными канавками. Состоит он из двух обойм, сепаратора и шариков. В дальнейшем рассматривать будет его.

На каждый приводной вал устанавливается по два ШРУСа – внешний и внутренний.

Обеспечивает передачу вращения даже под углом, в случае ШРУСа «Бирфильд» — это до 45 град. Но в результате смены углов, приводной вал обязан менять свою длину.

На современных авто это обеспечивает еще один тип ШРУСа – GKN (смотрите рисунок выше).

Конструктивно он схож с «Бирфильд», но имеет удлиненную внешнюю обойму, что позволяет внутренней, соединенной с приводным валом, перемещаться внутри внешней обоймы.

Важно почитать: Замена пыльника внутреннего ШРУСа на популярных моделях автомобилей.

Но это влияет на величину угла между осями, у GKN угол не превышает 20 град.

ШРУСы были изобретены в 1927 году Альфредом Рцеппом. В простонародье этот механизм так и называют «шарнир Рцеппа», а в водительском сленге для обозначения этой детали используется слово «граната».

Шарниры испытывают постоянные высокие нагрузки – когда трогается с места, на подъемах, при движении по разбитой дороге и т. д. Поэтому смазка низкого качества не может выдержать серьезные ударные нагрузки и ШРУСы быстро изнашиваются.

Специалисты в области автомобилистики рекомендуют пользоваться пластичной черной смазкой на основе дисульфид молибдена. Для обычных автомобилей подойдет трехпроцентная смазка, а для авто, которые эксплуатируются в тяжелых условиях, лучше выбирать пятипроцентную.

ШРУС обозначает шарнир равных угловых скоростей, то есть определенное устройство, которое определенным образом способно в полной мере обеспечить передачу крутящего момента от трансмиссии непосредственно к колесам транспортного средства.

Основное предназначение

Размещение шарнира

Зачастую сегодня огромное количество современных транспортных средств комплектуются шарнирами такого типа непосредственно на передней оси, что вполне объяснимо тем, что часто ходовая система является именно переднеприводной. Если мы рассмотрим полноприводное транспортное средство, то в данном случае наружный ШРУС устанавливается непосредственно на обе оси, ведь абсолютно все колеса являются ведущими и соответственно передают крутящий момент.

Как можно было понять из всего вышесказанного, заднеприводные транспортные средства предполагают установку ШРУСа непосредственно на задний мост. В тоже время последние два варианта предполагают установку ШРУСа исключительно при условии предварительной установки в конструкцию транспортного средства независимой подвески.

Также стоит отметить возможность установки ШРУСа на колесо в том случае, когда колесо обладает возможностью несинхронизированного передвижения не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскостях.

Если угол сочления сравнительно небольшой, то с передачей усилий непосредственно от конструкции трансмиссии достаточно успешно справляется конструкция карданного шарнира неравных скоростей.

По всем вопросам оптовой закупки продукции завода обращаться по

В 1927 г. появился шариковый шарнир с делительным рычажком (шарнир «Рцеппа»). Шарнир технологически сложен, но он более компактен, нежели шарнир с делительными канавками, и может работать при углах между валами до 40°. Так как усилие в этом шарнире передается всеми шестью шариками, он обеспечивает передачу большого крутящего момента при малых размерах. Долговечность его достигает 100–200 тыс. км.

Универсальный шестишариковый карданный шарнир GKN:
1 — стопорное кольцо корпуса внутреннего шарнира;
2 — защитное кольцо внутреннего шарнира;
3 — корпус внутреннего шарнира;
4 — упор вала;
5 — стопорное кольцо;
6 — обойма;
7 — шарик;
8 — упорное кольцо;
9 — сепаратор;
10 — наружный хомут;
11 — фиксатор внутреннего шарнира;
12 — защитный чехол;
13 — внутренний хомут;
14 — вал привода колеса;
15 — защитное кольцо наружного шарнира;
16 — корпус наружного шарнира

Осевое перемещение обеспечивается перемещением шариков по продольным канавкам корпуса, при этом, требуемая величина перемещения определяет длину рабочей поверхности, что влияет на размеры шарнира. Максимальный допустимый угол наклона вала в данной конструкции ограничивается 20°. При осевых перемещениях шарики не перекатываются, а скользят, что снижает КПД шарнира.

Если честно, то конструкция очень прочная. Если сделано все по правилам и из нужных материалов (не подпольная «КИТАЙЩИНА»), то ШРУС может прослужить минимум 100 000 километров, а максимум весь срок эксплуатации машины. Но почему же они так часто выходят из строя? Тут все достаточно просто!

Принцип работы

Для начала посмотрите видео ролик для общего понимания.

Теперь позвольте рассказать работу по пунктам:

1) Сам корпус ШРУСА, а также нижняя часть имеет продольные канавки, по одной для каждого шарика, то есть всего шесть.

2) Шарики в свою очередь удерживаются сепаратором, они находятся между корпусом и этой нижней частью, то есть они своего рода являются связующим элементом. Они перемещаются по этим продольным канавкам.

3) Усилие передается ведущему валу, к которому прикреплен корпус, далее передается шарикам, они в свою очередь передают нижней части, к которой присоединен ведомый вал.

4) Если автомобиль поворачивает (меняется угол вращения между валами), то шарики перемещаются по канавкам и с такой же силой передают усилие.

Такое строение позволяет установить эти элементы на передние ведущие колеса, которые изменяют свой угол благодаря рулевой рейке.

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

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:

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!