ШРУС: что это такое, где находится и как работает

Для чего нужен шарнир равных угловых скоростей

В старых моделях автомобилей крутящий момент от коробки передач на ведомые колеса передавался только карданным валом. Это цельнометаллическая деталь, соответственно, параметры вращения в его передней и задней шлицевых частях полностью одинаковые. Однако карданные валы можно было использовать только на заднеприводных машинах – где оба колеса не меняют своего положения в поворотах. ШРУСы позволили создавать переднеприводные модели автомобилей – крутящий момент от коробки передач стало возможно передавать на ведущие колеса вне зависимости от угла их поворота или положения. Это и есть главное назначение ШРУСа.

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).

Виды ШРУСов

Задача передачи вращения на подвижные полуоси решается при помощи нескольких вариантов их соединения с учетом места размещения механизма. Все виды ШРУСов подразделяются на несколько больших категорий по своим конструктивным особенностям.

По расположению

Для обеспечения более плавного движения автомобиля и уменьшения угла изгиба каждой полуоси используется по два механизма ШРУСа с каждой стороны – на выходе из коробки передач и на входе в ступицу, называются они соответственно внутренний и наружный ШРУСы. Задачи они решают одинаковые, но конструктивно отличаются из-за особенностей расположения и присоединения к другим узлам.

Наружные

Наружные ШРУСы передают вращательное усилие на передние колеса – шлицевой участок вала соединяется со ступицей колеса. В связи с ограниченным местом установки наружный ШРУС изготавливается максимально небольших размеров. В противном случае существенно уменьшается клиренс машины и возрастают риски механических повреждений устройств во время движения по неровным дорогам

Внутренние

Внутренние ШРУСы, как правило, имеют больше габариты, чем наружные, шлицевая часть полуоси входит в коробку передач. Свободное пространство места установки дает возможность увеличить габариты механизма и повысить его прочность. Но это увеличивает стоимость внутреннего ШРУСа, поэтому их цена обычно выше наружных.

По конструкции

Существует много инженерных решений передачи равных угловых скоростей, но не все они по техническим характеристикам отвечают современным требованиям к надежности и долговечности. Поэтому сейчас в основном используются только проверенных временем варианты – это шариковые и трипоидные ШРУСы.

Шариковые

Внутри ведомого вала в корпусе (цапфе) располагается кулак (обойма). Вращающий момент передают шарики, при изменении угла они смещаются по специальным направляющим канавкам. Количество шариков, как правило, 6–8 штук, одинаковое расстояние между ними удерживается сепаратором. Шариковые ШРУСы очень часто применяется на автомобилях.

Триподные

Внутри корпуса цапфы имеется шлицевая вилка с тремя лучами. В отверстия вилки запрессованы оси (лучи) для фиксации игольчатых подшипников. Внешняя обойма подшипников имеет сферическую форму, которая при повороте перемещается по канавкам корпуса. Игольчатые подшипники имеют значительную площадь контакта, что позволяет выдерживать больше усилия, чем шариковые подшипники. Также увеличивается плавность хода автомобиля и есть возможность продольного перемещения вала не только в шлицах, но и за счет качения подшипников в корпусе. Это уменьшает нагрузку на шлицевое соединение и, соответственно, его износ. Недостаток – несколько уменьшается максимальный осевой угол смещения.

Спаренные карданные

Одна из первых и в настоящее время примитивных разработок. Две полуоси соединяются с помощью двух крестовин. Такое решение позволяет в небольших пределах менять угол расположения осей. Из-за большого количества недостатков в легковых автомобилях не используется, применяются в большегрузных машинах

Сухариковые или кулачковые

По техническим характеристикам несколько лучше, чем спаренные карданные, но не отвечают требованиям плавности хода легковых автомобилей. Используются в некоторых грузовиках небольшой мощности или автомобилях большой проходимости. Популярное название – шарнир равных угловых скоростей «Тракта».

Кулачково-дисковые

Усовершенствованное решение кулачковых ШРУСов, используется на полноприводных грузовиках отечественного производства. Угол смещения увеличивается за счет размещенного между кулачками металлического диска. Шарнир применяется на некоторых марках грузовых машин и автомобилей большой проходимости.

Как эксплуатировать авто с хрустящей «гранатой»

Многих автомобилистов волнует вопрос о том, сколько можно ездить с неисправным ШРУСом. Если поломка проявляется только в поворотах, эксплуатировать узел можно довольно долго. Важным условием его «реанимации» является замена смазки и пыльника.

Возможные неисправности шарнира

Почти всегда проблемы со ШРУС связаны с нарушением условий смазки. Заложена она туда на весь срок службы, но только при условии сохранения герметичности чехла, а именно он и является слабым местом шарнира.

Пыльник открыт всем дорожным неприятностям, может быть повреждён или просто дать трещину из-за состарившегося материала. Моментально в шарнир попадёт пыль, вода, смазка превратится в ржавую грязь, а точно выполненные шарики и канавки потеряют свою идеальную форму. Ремонту такой шарнир уже не подлежит.

Возможны и поломки из-за перегруза. Шарниры очень не любят резких ускорений при максимальных углах работы. Особенно если ШРУС уже поработал и приработался под определённые условия. Получив такую экстремальную нагрузку, он начнёт подклинивать, скорее всего лопнет стальной закалённый сепаратор, шарики обретут свободу и ШРУС разрушится.

Естественный износ тоже наступает, но очень нескоро. Если следить за состоянием чехлов и сохранностью смазки, а ещё лучше иногда её менять вместе с пыльником, промывая узел, то ресурс тут будет сравним с двигателем или коробкой передач.

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.

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.

Устройство шарнира равных угловых скоростей

Все механизмы, вне зависимости от вида, имеют два вала со шлицами (ведущий и ведомый), корпус (или кулачки), механизмы передачи крутящего момента и защиту от пыли. Различия из чего состоит ШРУС именно в механизмах передачи момента вращения.

Шариковые

На ведущем валу установлен шариковый подшипник, вдоль оси вала он может передвигаться с помощью шлицевого соединения. Крутящее усилие передается на ведомый вал с помощью шариков, перемещающихся в металлической чаше ведомого вала по специальным канавкам. Количество шариков в большинстве случаев 6 шт.

Триподные

В трипоидных ШРУСах вместо шариковых подшипников используются три игольчатых или сферических подшипника. Они фиксируются на трех осях, внутренние обоймы принимают усилие от ведущего вала, внешние передают его на ведомый. Поверхность внешних обойм подшипников скользит по профилям корпуса, закрепленного на ведомом валу.

Спаренные карданные

Почти полностью идентичны карданному валу. Только вместо одной крестовины устанавливается две. Такое решение увеличивает плавность передачи момента и позволяет принимать его под большим углом между ведущей и ведомой осями.

Кулачковые

Ведущий и ведомый валы оканчиваются кулачками, запрессованными на торцы. Соединение полуосей делается специальным вкладышем, имеющиеся в нем профили позволяют изменять угол между полуосями во время вращения.

Кулачково-дисковые

Усовершенствованный вариант кулачковых. Для увеличения максимально возможного угла поворота полуосей используются два вкладыша, усилие между ними передается металлическим диском. Вкладыши позволяют полуосям перемещаться в горизонтальной плоскости, диск в вертикальной.

Устройство внутреннего ШРУСа

Одна полуось внутреннего ШРУСа соединяется на шлицах с шестерней в коробке передач и считается ведущей. Затем она передает вращение на внешний ШРУС и в этом механизме уже считается ведомой. В связи с тем, что КПП на двигателе фиксируется жестко, валы перемещаются ограниченно. Это позволяет делать шарнир более прочным за счет уменьшения степеней свободы.

Шарнирный механизм внутреннего типа состоит из полого корпуса (стакана), соединенного с ведущим валом. На внутренней поверхности стакана сделаны канавки для прохода шариков или внешних обойм игольчатых подшипников, сами подшипники установлены на ведущем вале. Корпус защищен резиновым пыльником. Внутренние ШРУСы устанавливаются и на заднеприводных автомобилях, если у них имеется независимая подвеска – они компенсируют вертикальные перемещения вала.

Устройство внутреннего (слева) и наружного (справа) ШРУСов

Устройство наружного ШРУСа

В нем ведомый вал от внутреннего ШРУСа считается ведущим, а ведомый вал на шлицах посажен на ступицу колеса. Принцип действия механизма идентичен с внутренним, но конструкторские решения имеют отличия. Вызвано это увеличенными углами поворота между ведущей и ведомой полуосями шарнира. В связи с этим меняется конфигурация канавок на ведомой полуоси. По типу используются различные варианты с учетом технических характеристик легковых или грузовых автомобилей. Еще одна проблема для конструкторов – наружный ШРУС следует ограничивать в размерах, в противном случае он опустится значительно ниже центра ступицы колеса. А это уменьшает клиренс автомобиля. Меньше размеры деталей – меньше площадь контакта рабочих поверхностей, больше усилия и меньше расчетный пробег.

Эксплуатация ШРУС в автомобиле

Из выше сказанного знаем, что ШРУС применяется для передачи момента ведущим управляемым колесам автомобиля с передним приводом. Но получается, так что на одно колесо предусмотрен не 1 ШРУС, а два, т.е. внешний шарнир и внутренний. Напрашивается вопрос, зачем нужно два шарнира? На самом деле все просто.

Устанавливается внутренний шарнир между КПП или редуктором и полуосью, внешний устанавливается между ступицей и полуосью. Из этого следует, что две гранаты обеспечат нормальное вращение колеса, независимо от различных отклонений полуоси и развала-схождения.

Теперь становится все понятно относительно прямых и радиусных канавок, выполненных на шлицах внутренних и внешних ШРУС. Прямые канавки, выполненные на внутреннем шарнире, предоставляют движение элементов шарнира вдоль оси, за счет этого уменьшается вибрация на двигателе и амплитуда колебаний подвески. Радиусные канавки, выполненные на внешней гранате, обеспечивают увеличение угла поворота ШРУС, а значит и ведущего колеса.

История появления

В первых переднеприводных автомобилях, например Cord и Citroen TA, использовались двойные карданные шарниры для передачи момента на ведущие колеса. Уже известные к тому времени ШРУС Вейсса и кулачковые конструкции не обеспечивали нужной долговечности, а с местом на больших легковых машинах особых проблем не было. К концу 30-х годов конструкция типа Вейсс и кулачковые передачи получили реальную «прописку» на целом ряде конструкций за счет улучшения металлообработки.

Достигнутый ресурс в 15–30 тыс. км под нагрузкой позволял иметь на машинах с подключаемым передним мостом общий ресурс узла, сравнимый со сроком службы автомобиля, при приемлемых габаритах и КПД.Развитие конструкции переднеприводных автомобилей потребовало новых решений — и компания Hardy-Spicer профинансировала создание шарниров Birfield, имеющих высокие характеристики и разумную стоимость. Именно эти шарниры сделали возможным создание малолитражек Austin Mini и других машин BMC с передним приводом к 1959-м.

В Японии на переднеприводных машинах Suzuki Suzulight в 1963 году применяли ШРУС производства NTN. К 1965 году конструкцию оптимизировали. На машинах Subaru появились приводные валы, которые сочетали шарнир с жесткой фиксацией в осевом направлении типа Birfield, и шарнир типа GKN со свободным перемещением. Это решило последние проблемы с вибрациями и геометрией передней подвески переднеприводных машин, избавив их от сложных приводных валов составной конструкции.

Прогресс компоновочных схем автомобилей позволил применить ШРУС вместо карданных шарниров в приводе задней оси. К началу 80-х годов увеличение точности ШРУСов и уменьшение люфтов позволили применять их вместо карданных шарниров для валов с высокой скоростью вращения, например карданного.

Не стоит думать, что прогресс остановился. Так, переднеприводные машины с АКПП потребовали создания малошумных конструкций ШРУСа с минимальными люфтами при вращении в обоих направлениях, поскольку на заторможенной машине ШРУС классической конструкции создавал неприятные вибрации. Проблема выявилась с широким распространением переднеприводных машин с АКПП со второй половины 70-х.

С 1998 года стали внедряться были восьмишариковые шарниры для легковых автомобилей, что позволило уменьшить размеры узла. Оптимизация формы канавок дала возможность улучшить точность позиционирования шаров, а значит, улучшить КПД и снизить шумность конструкции. Новые варианты шарниров уже не получают имена компаний в качестве наименования — разве что буквенные обозначения типа.

Продолжается и оптимизация шарниров типа трипоид, в первую очередь с целью уменьшения колебаний угловой скорости при вращении и уменьшения шумности. Постепенно увеличивался рабочий угол шарниров по сравнению с изначальными 43 градусами у шарниров NTN в 1963-м. К 1980 году они получили 44,5 градуса, а сейчас шариковые шарниры укороченной конструкции обеспечивают уже все 50 градусов поворота, что заметно улучшает эксплуатационные характеристики автомобилей.

Даже не фиксированные шарниры типа GKN заметно улучшили рабочие углы, от 23 градусов у оригинальной патентованной конструкции до 30,5 у современных вариантов. Рост продаж кроссоверов и внедорожников потребовал создания приводов с большим эффективным углом передачи, в том числе современных конструкций вала с двумя шарнирами с фиксируемыми от продольного перемещения валами и компенсатором.

Продолжается повышение КПД передачи, и достигнутые в 80-е годы 99% КПД уже не кажутся идеалом. Современные ШРУСы имеют более чем в два раза меньшие потери.

Почему ломаются ШРУСы

Шарниры равных угловых скоростей современных автомобилей рассчитаны на весь срок службы транспортного средства, однако нередко они выходят из строя внезапно для автовладельца и в самый неподходящий момент. Происходит это как по причинам естественного износа подвижных элементов, так и по вине автолюбителей.

В большинстве случаев виновниками проблем становятся негерметичные пыльники — в процессе эксплуатации они покрываются трещинами и получают всевозможные повреждения. Дорожная грязь и осадки начинают попадать в подвижные соединения и выступают в роли абразива. Спустя несколько сотен или тысяч километров пробега с порванным пыльником ШРУС сильно изнашивается и начинает хрустеть (обычно в поворотах), а затем заклинивает или теряет ролики подшипников.

Вторая причина поломки «гранат» связана с неадекватным вождением или неграмотным вмешательством в конструкцию машины. Управляя гражданским автомобилем, стоит помнить, что он не рассчитан на длительные экстремальные нагрузки — резкие старты с пробуксовками и систематические торможения трансмиссией. Старты с вывернутыми колёсами, при которых наружные шарниры частично зажаты, приводят к запредельным нагрузкам на их элементы.

В группе риска оказываются и любители тюнинга, «разгоняющие» мотор автомобиля, но забывающие о том, что штатные приводы и ШРУСы не рассчитаны на передачу слишком большого крутящего момента.

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.

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.

 

Кулачковые

Включают в себя пару фасонных дисков и вилок. Увеличенная площадь сцепления деталей позволяет этому виду выдерживать повышенные нагрузки. Авто с кулачковыми ШРУСами передвигается исключительно на средних скоростях.

Трипоидные

Имеют трёхшиповую конструкцию, а на каждый шип надет игольчатый подшипник со сферической наружной обоймой. Эти обоймы скользят по направляющим канавкам, выполненным изнутри наружного корпуса ШРУС.

Очень прочны, долговечны, терпимы к качеству смазки, но плохо работают при больших отклонениях вала, вызывая вибрации. Поэтому используются обычно на легковых машинах с небольшими ходами подвесок в качестве внутренних ШРУС.

Шариковые

Наиболее распространённые и совершенные конструкции. Шестишариковый ШРУС можно встретить практически на каждом автомобиле, имеющем передний привод, в качестве наружного шарнира.

Шарнир состоит из:

• корпуса, играющего роль наружной обоймы, в которое нарезаны направляющие для связывающих шарнир стальных шариков;
• внутренней обоймы, также обладающей пазами под шарики;
• сепаратора, ограничивающего лишнюю подвижность шариков;
• чехла-пыльника, играющего большую роль в сохранении смазки, чистоте и долговечности всего устройства.

Шарнир прекрасно работает на любых скоростях, имеет высокий КПД и достаточно долговечен. Из недостатков только высокая цена, обусловленная качественными материалами и точностью изготовления.

Карданные спаренные

Состоят из пары карданных шарниров, выравнивающих движение друг друга.

Карданные спаренные шарниры не пользуются популярностью из-за сложности

Как устроена «граната»

По принципу действия ШРУС похож на всем известный кардан. Однако такой привод намного более сложен и совершенен.

Карданная передача передаёт крутящий момент несинхронно (один вал вращается равномерно, а другой нет), при этом значительный угол скрещивания сильно затруднён. ШРУСы же безболезненно переваривают углы поворота до 70 градусов относительно оси и обладают при этом огромным ресурсом.

Широким распространением шарниры равных угловых скоростей обязаны популярным ныне переднеприводным автомобилям, а также распространению независимой подвески. Однако впервые созданием этой детали инженеры плотно занялись добрую сотню лет назад.

Конструкция ШРУСов может сильно различаться в зависимости от производителя автомобиля и конкретной модели. Однако принципиальной разницы в работе этой системы нет. С одной стороны вал привода соединяется со ступичным подшипником, а с другой — с дифференциалом, что позволяет передавать крутящий момент от двигателя на ведущие колёса. Наружный ШРУС состоит из обоймы и корпуса, в которых имеются канавки. По ним, в свою очередь, ходят шарики, жёстко соединяющие составные части друг с другом. Наружная «граната» должна передавать крутящий момент без потерь под любыми возможными углами. Внутренний шарнир намного менее подвижен и может поворачиваться лишь на угол до 20 градусов. Как правило, он представляет собой трипод с роликами на подшипниках, которые ходят по канавкам в ответном стакане. Эта «граната» предназначена, в первую очередь, для компенсации ходов подвески и обеспечения неразрывности вала.

Поскольку ШРУСы относятся к силовым и достаточно нагруженным деталям, они нуждаются в смазке и защите от внешнего воздействия окружающей среды. Для этого вся конструкция закрывается герметичным пыльником (резиновым или пластиковым), набитым смазкой и удерживаемым на валах хомутами. От качества пыльника и его целостности напрямую зависит срок службы «гранат», которые работают в практически никак иначе не защищённых от осадков и дорожной грязи местах.

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.

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.

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!

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.

Видео — Принцип работы приводного переднего вала со ШРУСом

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.

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.

Статья в тему:  Подсветка колёс своими руками

Принцип работы ШРУСов

С помощью ШРУСа конструкторам удалось решить две проблемы карданных передач: неравномерность вращения ведущего и ведомого валов при изменении угла между осями и недостаточная степень свободы соединенных валов. Эти задачи почти полностью решает устройство. Как работает ШРУС рассмотрим на примере одного из наиболее современных распространенных типов – внешний шарикового типа.

Схематично, как выглядит работа шарикового механизма, показано на анимации слева. Как видно, передача крутящего момента под углом решена с помощью перемещения шариков в канавках обоймы. При изменении угла относительного расположения осей шарики меняют свои позиции в канавках.

Вращательное усилие при помощи шлицевого соединения на валу передается на внутреннюю обойму шарикового подшипника. Осевые усилия компенсируются ее смещением по шлицам. Вращательное движение шариками передается на корпус шарнира, специальные канавки в нем позволяют перемещаться шарикам в зависимости от угла между ведущей и ведомой осью. Корпус жестко зафиксирован на ведомой оси. Расстояние между шариками удерживается сепаратором. От влаги и пыли механизм защищается резиновым пыльником.

Еще лучше понять принцип работы ШРУСов и других карданных шарниров, применяемых в автомобиле, поможет видео ниже, рекомендуем к просмотру:

Чаще всего в качестве внутренних ШРУСов применяются механизмы триподного типа. Причина в том, что трение скольжения в шлицах всегда больше трения качения в подшипниках. Шлицевое соединение оказывает заметное сопротивление осевому смещению вала, нагрузка передается на соединяемые детали. Для ступицы колеса такие усилия не считаются значимыми, поэтому шариковый ШРУС может использоваться без опасений. Для элементов коробки передач дополнительные осевые нагрузки крайне нежелательны. Именно для их устранения внутренние ШРУСы в своем большинстве триподного вида.