Карданная передача. Шрус - что это за деталь? и как она устроена? Что отвечает шрус

19.10.2019

С появлением переднеприводных машин, для автомобилестроения началась новая эра. Большинство современных авто имеют именно этот тип привода, но не все водители знают, как работает данный механизм, ведь спереди нет моста, а колеса должны при этом как то поворачиваться. За движение колес и изменение их положения отвечает специальный механизм, который называется шарниром равных угловых скоростей. Постараемся разобраться в устройстве ШРУС и узнаем, что это такое.

ШРУС это специальное устройство, которое выполняет передачу вращающего момента с коробки передач, на ведущие колеса. По-другому, его еще называют «граната» из-за необычности его формы. Стоит отметить, что ШРУС применяется не только в переднеприводных машинах, но и многих полноприводных внедорожниках.

Все «гранаты» делятся на следующие типы:

Шариковый . Данный вид шарнира получил наибольшее распространение и применяется в большинстве современных переднеприводных автомобилей.
Тропоидный . Такой ШРУС применяется во внутренних конструкция, так как имеет возможность очень большого осевого перемещения.
Сухариковый . Это как раз тот случай, когда «граната» применяется на грузовых автомобилях, внедорожниках или автобусах. Имеет более мощную конструкцию для передачи больших усилий.
Карданный . Это первая разновидность «гранаты», которая не имеет большого распространения. Все дело в том, что она имеет слишком сложную конструкцию.

Чтобы понять, как он работает, необходимо вначале разобраться с конструкцией. В данной части мы будем рассматривать именно шариковый ШРУС, который применяется почти во всех современных автомобилях.

Прежде всего, стоит сказать о том, что детали этого механизма работают практически «на сухую», потому как ШРУС не наполняется маслом, а лишь забивается густыми смазывающими веществами типа Литол-24. Общую конструкцию «гранаты» составляют всего 4 самых основных элемента:

Ведомый вал, на конце которого располагается металлическая полусфера. Внутри сферы имеются прорези под шарики.
Внутри сферы устанавливается специальный кулачок, который имеет жесткую связь с ведущим валом.
Также внутри сферы располагается специальный сепаратор, который представляет собой кольцо, имеющее по окружности металлические шарики.
Сами шарики. Практически все ШРУСы имеют всего 6 шариков в кольце. Однако многие конструкцию допускают и большее количество.

Казалось бы, чем хуже для этих целей подходит карданный вал? А все дело в том, что такой шарнир обеспечивает плавность хода, которая необходима при начале движения или переключении передач. Карданный вал имеет слишком жесткую связь и не способен обеспечить плавной передачи момента.

Как работает ШРУС

Как вы уже поняли, внутри сферы располагаются специальный прорези или канавки, которые рассчитаны под размер шариков. Посредством взаимодействия этих шариков и канавок, вращающий момент передается на колеса автомобиля . Если повернуть руль в какую-либо сторону, шарики сместятся по канавкам и угол передачи момента изменится, но неизменным останется скорость, поэтому при повороте колес скорость движения остается прежней.

Кроме того, ШРУС имеет возможность любого перемещения наравне с подвеской, даже если колесо наезжает на довольно серьезное препятствие. Это обеспечивается все теми же шариками, которые свободно перемещаются по прорезям и надежно удерживаются сепаратором.

Как долго может прослужить «граната»

Если говорить о теории строения, то это очень прочный механизм. Если соблюдать все требования технологии производства, то ШРУС может, как минимум проехать 100 тысяч километров. В лучших случаях, он способен продержаться весь период эксплуатации автомобиля. Тем не менее, водителям часто приходится менять его как расходный материал. А все именно по этим причинам:

.Дороги, по которым приходится передвигаться на автомобиле, не всегда обладают нужным ровным покрытием, поэтому первым из строя выходит пыльник, защищающий места соединения ШРУС от пыли и влаги. Если он порвется, то мелкие частицы попадают во внутреннее строение и разрушают канавки, по которым перемещаются шарики. Примерно через 2 тысячи километров такой ШРУС быстро выйдет из строя, в результате заклинивания шариков. Чтобы «граната» прослужила намного дольше, необходимо периодически проверять состояние пыльников и вовремя их менять.
Другая проблема – это быстрая езда по неровным дорогам . Если слишком сильно ударить колесом по канаве или бордюру, то ШРУС может не выдержать и его просто выдернет. Вставить его обратно можно, но использовать такой механизм в дальнейшем уже нельзя. Поэтому, ее сразу нужно заменить.

Кроме того, есть ряд признаков, по которым можно оценить исправность наружных ШРУСов. Для этого, колеса автомобиля выворачиваются в одну из сторон до упора, и движение начинается как можно резко. Если будет слышан характерный хруст, то та сторона, в которую были вывернуты колеса и будет стороной с неисправной «гранатой».

Февраль 15th, 2016 Admin

Подавляющая часть современных автомобилей выпускается с передним приводом. Он пришел на смену заднему и обладает по сравнению с ним рядом преимуществ, главные из которых – это существенное улучшение поведения машины на дороге, особенно в неблагоприятных погодных условиях, и облегчение конструкции авто, поскольку отсутствует и карданный вал, и главная передача. Двигатель на переднеприводной машине стоит поперечно, коробка передач находится рядом с ним в моторном отсеке. Но как, же передается крутящий момент? С помощью особой детали (ШРУС). О ее устройстве и принципе работы мы расскажем ниже.

Что такое ШРУС в автомобиле

Расшифровывается аббревиатура ШРУС как – шарнир равных угловых скоростей. Устройство это осуществляет передачу крутящего момента от коробки передач прямо к ведущим колесам. По своей функции схож с полуосью, но отличается от нее конструктивно, благодаря чему может двигаться, обеспечивая поворот колес вплоть до угла в 70°. В просторечье известен как «граната» из-за своей формы.

Виды ШРУСов

Для начала следует заметить, что ШРУСы подразделяются на внутренний и внешний. Первый сочленен с коробкой передач, а второй – с колесом. Конструкция у них может быть как одинаковой, так и разной (по крайней мере, если говорить о легковых автомобилях).

К настоящему моменту ШРУСы бывают 4-ех разновидностей:

1) Кулачковые и кулачково-дисковые, которое нашли применение в грузовиках и автобусах большого и особо большого класса;

2) Трипоидные, которые часто ставятся в качестве внутреннего ШРУСа;

3) Спаренные карданные – применяются в конструкции колесных тракторов и некоторой строительной техники;

4) Шариковые, наиболее распространенные. Используются в качестве и внешнего, и внутреннего ШРУСа.

Как устроен ШРУС

Поскольку ШРУС шарикового типа наиболее распространен, его конструкцию мы и рассмотрим в подробностях. Основных деталей у него 4 штуки. Это:

1) Корпус в виде чаши сферической формы. В ней установлен ведомый вал;

2) Нижняя часть в форме кулачка, опять же сферического, где находится ведущий вал;

3) Сепаратор – широкое кольцо с прорезанными в нем «окнами». В нем располагаются шарики;

4) 6 металлических шариков, упомянутых выше.

Разумеется, все эти детали работают не на сухую, а в смазке, закладываемой в ШРУС на заводе-изготовителе.

Принцип работы ШРУС

Ниже представлено видео, где показано, как работает ШРУС в динамике. Остановимся подробнее на том, как элементы конструкции взаимодействуют друг с другом:

1) В корпусе и на нижней части сделаны специальные канавки. Их 6 штук, как и шариков.

2) Сепаратор держит шарики, чтобы они находились на своем месте между корпусом и нижней частью. При этом шарики могут двигаться по канавкам.

3) Крутящий момент передается на ведущий вал с закрепленным на нем корпусом, потом на шарики и далее – на нижнюю часть и ведомый вал.

4) В процессе изменения угла положения колес (при повороте) шарики просто смещаются вверх/вниз по канавке. Крутящий момент передается на ведущие колеса без изменений.

Ресурс шарниров равных угловых скоростей (ШРУСа)

Обычно, ШРУС легко способен прослужить100 000 км. пробега при условии регулярного ТО автомобиля и езды по асфальту, на бездорожье ресурс снижается. Однако в некоторых случаях эта деталь может быстро износится или даже мгновенно выйти из строя.

Во-первых, ШРУС сломается, если порван его пыльник. Пыльник – это резиновый чехол гофрированной формы, предохраняющий внутренние элементы конструкции от пыли и грязи. Если он порван, абразивные частицы проникают туда и быстро разрушают канавки, после чего шарики клинят и навечно застывают в одном положении. Так что если пыльник порвался, меняйте весь ШРУС без раздумий.

Во-вторых, ШРУС может буквально вырвать в результате очень сильной нагрузки на подвеску (сильный удар колеса о бордюр, проезд по глубокой яме на большой скорости и пр.). На сегодня все, до новых встреч на страницах нашего сайта!

Преимущественное большинство владельцев переднеприводных автомобилей, занимаясь изучением устройства своих четырехколесных друзей, с удивлением обнаруживают детали, которые не совсем понятны для них. Одной из таких деталей, является ШРУС — загадочное наименование, которое на самом деле являет собой аббревиатуру от такого названия, как шарнир, предназначающийся для равных угловых скоростей.

В автомобилях это устройство необходимо для того, чтобы передавать вращательное движение с одной полуоси к совершенно противоположной. При этом, величина последней, будет постоянно меняться, что и является его главной отличительной особенностью. ШРУС выступает в роли обязательного атрибута каждого современного автомобиля, да и сам элемент этот — изобретение не новое, его создали и начали активно пользоваться еще в 1930 году. По сути своей, альтернативы использования ШРУСов — не существует, ввиду чего, мы считаем должным рассказать вам об особенностях, которые отличают внутренний ШРУС от наружного.

Устройство ШРУСа

Конструкция ШРУСа является весьма сложной, по этому она и вызывает массу вопросов у тех людей, которые впервые с этим устройством сталкиваются. При условии правильной эксплуатации, а также при должном уходе, шарнир без каких-либо проблем сможет прослужить своему обладателю гораздо дольше. Узнать более подробную информацию об принципе работы этого устройства вы сможете сразу-же после того, как разберетесь из чего он состоит. Итак, в состав конструкции ШРУСа входят следующие компоненты:

Корпус, который выполнен в виде некой сферической чаши с предусмотренным в нем так называемым ведомым валом.
Внутренняя обойма — этот же сферический вал, дополненный ведущим валом.
Сепаратор, что представляет собой внешне кольцо с предусмотренным в ним отверстием. Последнее необходимое для того, чтобы удерживать шарики, содержащиеся там.
Шесть шариков.

Такая конструкция ШРУСа предоставляет своим владельцам возможность производить последовательную передачу некого вращательного движения крайне ровно. Ну а известное карданное соединение полуосей, которое, по сути своей, выполняет такую же функцию, что и ШРУС, не имеет возможности похвастаться наличием такой способности. В случае с ним, равномерное вращение будет возможным только на одной полуоси, в то время, как уже на второй, оно будет уже прерывистым.

Как работает ШРУС?

Изучая то, каким образом ШРУС работает, рекомендуем вам прибегнуть к тщательному осмотру этого устройства. Руководствуясь специальной литературой вы наверняка сможете найти более, чем просто подробное описание процесса работы рассматриваемого нами сегодня ШРУС:

Сферические канавки, которые предусмотрены в корпусе, а также на внутренней обойме и количество которых, точно совпадает с количеством шариков.
Шарики, которые располагается в пространстве между корпусом и так называемым кулаком, удерживаются специальным сепаратором.
В случае вращения ведущего вала, усилие будет передаваться через кулак на обойму и далее в ведомый вал.
В случае изменения угла между ведущими, а также ведомыми валами, шарики будут иметь возможность свободно перемещаться по неким канавкам, продолжая постепенно передавать усилие.

Чем наружный ШРУС отличается от внутреннего?

Как оказывается, для того, чтобы обеспечить успешное движение автомобиля, одного ШРУСа на каждое из колес — слишком мало. Для правильного функционирования всего привода, необходимо чтобы их была пара. Визуально можно заметить, что внутренний ШРУС, является гораздо больше по своим размерам, нежели ШРУС наружный. Кроме этого, он еще и стоит на гораздо дороже. Следовало бы отметить то, что особенности конструкции, а также механизм передачи вышеупомянутого вращательного движения, поступаемого от вала редуктора на ведущие колеса требует того, чтобы на пути было сразу-же два шарнира и это как минимум.

Именно тот ШРУС, который передает вращение к валу от трансмиссии, будет называться внутренним, он намного больше по размерам, по этому отличить его от наружного — не составляет труда. Наружный ШРУС, в свою очередь, необходим для того, чтобы вращать ступицу колеса и по этому, в нем и предусмотрены посадочные шлицы. Меньшим в габаритах его вынуждает делать отсутствие приемлемого количества свободного пространства. По сути своей, одна только эта, не самая значимая особенность, их размеры, а также цена, представляет собой тот нюанс, который делает наружный и внутренний ШРУСы — совершенно разными.

Для стабильной передачи вращающего момента двигателя от КПП к ведущим колесам на переднеприводных автомобилях используется конструкция, которая состоит из полуосей и шарниров равных угловых скоростей (ШРУСов).

Принцип работы ШРУСов обеспечивает незначительные потери при трении, а также компенсирует ход передней подвески и поворотные движения передних колес в пределах до 70 градусов. Необходимая степень свободы обеспечивается за счет углов изгиба и осевого перемещения узла.

В процессе эксплуатации ШРУС испытывает постоянные нагрузки высокой интенсивности, поэтому для его изготовления применяются высокопрочные материалы, что в теории гарантирует ресурс по продолжительности сравнимый с полным сроком службы автомобиля.

Виды ШРУСов

Наиболее распространенными в автомобилестроении шарнирами равных угловых скоростей являются следующие виды:

шариковый;
трипоидный.

Также существуют другие конструкции ШРУСов, преимущественно узкоспециального назначения: кулачково-дисковые, спаренные, четырехшариковые типа «Вейсс».

Устройство шарикового шарнира

Шариковый шарнир равных угловых скоростей состоит из следующих деталей:

чашеподобный корпус с внешней обоймой и валом,
сепаратор (плоское кольцо со специальными отверстиями),
сферическая внутренняя обойма (кулак),
шесть металлических шариков,
стопорное кольцо.

На поверхностях корпуса и внутренней обоймы нанесены делительные канавки. Их число равно количеству шариков. У внутренних шариковых ШРУСов канавки имеют прямую форму , что дает возможность деталям перемещаться вдоль оси для компенсации вибраций двигателя и подвески. Н аружные ШРУСы изготавливаются с радиусными канавками для увеличения возможного угла поворота привода при маневрировании автомобиля.

Шарики удерживаются сепаратором в необходимом положении между корпусом и кулаком. Момент вращения от дифференциала направляется через внутреннюю обойму на шарикоподшипники, которые передают усилие на внешнюю обойму и ведомый вал шарнира, заставляя крутиться колеса.

При изменении угла взаимного расположения валов (повороте руля) шарики перемещаются по направляющим канавкам, что обеспечивает непрерывное распространение усилия для движения передних колес.

Получить наглядное представление о конструкции шарнира можно из следующего видео:

Устройство трипоидных шарниров

Внимание! Различают универсальный и жесткий варианты трипоидного ШРУСа.

В корпус универсального шарнира вставлен вал с запрессованной трехпальцевой опорой. На опоре с помощью игольчатых подшипников закреплены три ходовых ролика с шаровой поверхностью. Ролики перемещаются вдоль оси по канавкам на внутренней поверхности корпуса. Особенности конструкции ограничивают применение данного варианта только в качестве внутренней гранаты.

Жесткий трипоид состоит из корпуса, в котором закреплена трехпальцевая опора с роликами. К опоре присоединяется вилка с тремя специальными пазами, в которых перемещаются ролики. Данный тип трипоида предназначен для установки со стороны колеса.

Применение ШРУСов в переднем приводе

Конструкция ходовой части любого переднеприводного автомобиля включает в себя четыре ШРУСа: по два на каждой полуоси (как на фото ниже). Внешние гранаты соединены со ступицей колеса, а внутренние вставлены в дифференциал.

В результате система «внутренний ШРУС - приводной вал - внешний ШРУС» обладает компактными размерами и обеспечивает нормальное постоянное вращение ведущих колес независимо от вибраций силового агрегата, отклонений полуосей, перемещений подвески, развала и схождения колес.

Важно! Особенности компоновки моторного отсека современных легковых автомобилей привели к необходимости использования различных по конструкции левого и правого приводных валов. Соответственно у многих моделей левый и правый ШРУСы не взаимозаменяемы.

Почему ШРУС хрустит

Все составные части шарнира изготовлены с минимальными допусками, и в собранном шарнире люфт между деталями отсутствует.

Со временем при движении шариков по делительным канавкам корпуса и внутреннего кулака образуется выработка, из-за чего между деталями появляются зазоры. Свободное перемещение шариков по увеличившимся канавкам вызывает характерные хрустящие звуки, которые сигнализируют о скором выходе гранаты из строя.

Также хруст может возникнуть при попадании инородных частиц между шариками и поверхностью обойм или при вымывании смазки из узла.

Чтобы не допустить попадания грязи, пыли и воды, граната герметично защищена пыльником из резины или полимерных материалов. Гофрированная форма защитного чехла обеспечивает сохранность пыльника при изгибах и растяжениях.

На фото ниже представлен левый внешний ШРУС METELLI для Пежо Бипер с пыльником и комплектом стопорных колец:

Для обеспечения эксплуатационного ресурса шарнира, его внутреннее пространство должно быть заполнено специальным смазочным материалом . Тип применяемой смазки зависит от конструкции детали.

Напоминание! Для продолжительной безотказной работы ШРУСа рекомендуется избегать больших нагрузок на привод в крайних положениях рулевого колеса, а также следить за состоянием защитных пыльников.

Частенько владельцы машин переднеприводного типа в процессе изучения устройства своего автомобиля обнаруживают интересные названия деталей, о которых ранее даже не слышали. К категории непривычных терминов можно отнести ШРУС. В данном материале будет детально рассмотрено это понятие, принципы его работы, виды. И первое, что нужно сделать в рамках данной темы, - дать объяснение тому, что такое ШРУС в автомобиле.

Ранее упомянутое загадочное наименование - это не что иное, как аббревиатура от такого немаленького словосочетания, как шарнир равных угловых скоростей. Основное предназначение данного устройства заключается в транспортировке вращательных движений от одной полуоси к другой. Обязательное условие при этом, чтобы эти полуоси находились друг к другу под определенным углом, величина которого терпит постоянные изменения, но, как правило, не превышает отметку в 70.

Что касается истории создания ШРУСа, то, как и в случае со множеством других давно изобретенных вещей, нет абсолютного мнения. Наиболее распространенным является то, что в 1927 году данное устройство изобрел и запатентовал Альфред Рцепп. Кстати, механизм и называют шарниром «Рцеппа», а в качестве народно-водительского сленга выступает слово «граната».

Отметить следует также то, что ШРУС может находиться и в автомобилях с заднеприводной и полноприводной конструкцией. Но тут в действие вступают два обязательных условия: наличие жесткого крепления редуктора, что расположен в задней части автомобиля, и независимой подвески, что на задних колесах.

Данный механизм среди автолюбителей-профессионалов считается простым. Состоит он, как правило, из четырех деталей:

корпуса в виде сферической чаши, плюс ведомый вал;
внутренней обоймы, которая являет собой сферической кулак, плюс ведущий вал;
сепаратора, который можно объяснить как кольцо со специальными отверстиями, предназначено для того, чтобы удерживать шарики;
шарики в количестве шести штук.

Этот стандартный набор составляющих шарнира делает возможным максимально ровного перенесения вращательного движения. К тому же каждому владельцу автомобиля должно быть известно об отсутствии этой способности у карданного соединения полуосей, хотя оно и выполняет ту же функцию, что и ШРУС.

Что касается принципа работы ШРУСа, то его можно охарактеризовать следующим образом:

сферические канавки находятся в корпусе, а также на внутренней обойме, и их число равняется количеству шариков;
шарики удерживает сепаратор, а размещаются они в пространстве, что между кулаком и корпусом;
шарики перемещаются при помощи канавок корпуса по внешнему диаметру, а при помощи канавок кулака - по внутреннему;
усилие, возникающее в процессе вращения ведущего вала, передается на обойму, следом - на ведомый вал при помощи кулака и шариков, которые расположены в канавках;
шарики продолжают вполне свободно передавать усилия, перемещаясь по канавкам, после осуществления смены угла между валами ведущего и ведомого типов.

Для сохранения чистоты, а значит, и безопасности как самого устройства, так и автомобиля в целом, ШРУС рекомендуется накрывать пыльником. Чаще всего защитную функцию добросовестно выполняет резиновая накладка, которая предотвращает попадание на крутящиеся детали механизма воды, грязи и других ненужных веществ.

Как и любому другому устройству, особенно расположенному в автомобиле, ШРУСу присущи определенные достоинства и недостатки. Что касается первого, то тут следует говорить о значительно меньшей потере мощности по сравнению с конструкцией заднеприводного типа, маленьком весе и легкой замене. А вот в качестве недостатков данного агрегата выступают износ в процессе трогания с места. Также ШРУС значительно уступает по мощи мосту.

Процесс работы любой «гранаты» в автомобиле постоянно происходит под большими нагрузками, поэтому элементы этого устройства с целью более медленного износа изготавливают из сверхпрочных материалов. Но это все равно не обеспечит вечное служение ШРУСа. В связи с различными причинами (агрессивная езда, попадание ненужных веществ в виде пыли, воды и грязи) шарнир может прекратить свое функционирование. Для предупреждения этого нужно знать следующие моменты.

Во-первых, первым признаком возникновения некоторых неполадок в работе ШРУСа выступает появление непривычного хруста в процессе осуществления автомобилем поворотов и резких разгонов. Первое, что нужно сделать в таком случае, - осмотреть привод. Этот процесс заключается в визуальном осмотре пыльников на предмет каких-либо повреждений или же наличия вытекания из-под них смазки. После этого необходимо проверить состояние подшипников путем пошатывания их в разные стороны. Показатель того, что с данным устройством не все в порядке, - явное ощущение люфтов. Поэтому следующим шагом является замена внутреннего ШРУСа.

Типы шарниров

Разные источники предлагают различные классификации ШРУСа. Но в целом возможно выделить распределение видов, на которое в дальнейшем смогут ориентироваться владельцы автомобилей. Прежде всего необходимо выделять шарниры в зависимости от их расположения. Так, на каждом приводе должен быть установлен наружный и внутренний шарнир.

Более обширная классификация шарниров выглядит следующим образом: