С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Устройство шруса автомобиля

Устройство шруса автомобиля


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

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.

Видео - Принцип работы приводного переднего вала со ШРУСом

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.

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. 

ШРУС — устройство и неисправности

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.

Схема ШРУСа

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.

Порвался пыльник

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.

новый и старый ШРУС

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.

Как проверить внутренний шрус

Шарнир равных угловых скоростей, или по-народному «граната», является составной частью трансмиссии переднеприводного автомобиля. Его основная роль – это непрерывная передача вращения от КПП к колесам под разными углами. Несмотря на одинаковый принцип работы всех ШРУСов, у различных моделей автомобилей они отличаются конструктивными особенностями. К тому же разные условия эксплуатации обуславливают отличия в устройстве внешнего и внутреннего ШРУСа.

Устройство внутреннего ШРУСа

Внутренний шарнир равных угловых скоростей предназначен для передачи крутящего момента от трансмиссии ко внешнему ШРУСу. Он отличается от внешнего по размеру (в большую сторону) и стоимости, хотя состоит из тех же самых частей:

  1. Корпуса в виде чаши с ведомым валом.
  2. Внутренней обоймы – сферического кулака с ведущим валом.
  3. Сепаратора в виде кольца с отверстиями, чтобы удерживать шарики.
  4. Металлических шариков.

Роликовая разновидность шарнира характерна наличием опоры, которая при помощи трех роликов перемещается по дорожкам, нарезанным во внуренней части корпуса. Шарики или ролики находятся в канавках корпуса и удерживаются обоймой, которая соединяется с валом привода шлицевым соединением. При изменении угла ведущего и ведомого валов, шарики перемещаются по канавкам, непрерывно передавая усилие.

Признаки неисправности

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

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

Неисправность внутреннего ШРУСа проявляется в следующих признаках:

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

Как проверить внутренний ШРУС

Поломка любой детали автомобиля связана с изменением ее размера, физических свойств или появлением выработки на трущихся частях. ШРУС – это шарнирное соединение, в котором элементы механизма тесно соприкасаются и находятся под постоянной нагрузкой. Со временем в местах взаимодействия деталей образуется выработка и увеличивается зазор, что проявляется в усилении характерного «хруста» при резком ускорении или преодолении препятствий.

В отличие от внешнего ШРУСа, который легко проверить при движении с максимальным углом поворота, внутренний редко находится в состоянии максимального искривления. Убедиться в исправности или поломке узла можно при вывешивании колеса. Для этого на подъемнике при работающем двигателе включают первую передачу, чтобы колеса медленно вращались. Если при этом от неисправной части слышен хруст, а при воздействии на вал ощущается люфт, значит ШРУС неисправен.

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:

1. Литиевые. Это вязкие желтоватые составы, которые при низких температурах приобретают еще более густую консистенцию, с трудом намазываясь на детали. Они способны значительно снижать трение и нагрузки, действующие на элементы шарнира, защищать их от влаги и нейтрализовать случайно попавшую грязь. Единственный их недостаток – способность растворять некоторые виды пыльников, изготовленных из органических полимеров. Одним из представителей данного вида смазок выступает отечественная Литол-24, которую заменяют после пробега 100 тыс. км.

2. На основе дисульфида молибдена. Более универсальные смазки, которые отличаются повышенной устойчивостью к коррозии. В их составе снижено содержание органических кислот, за счет чего уменьшена агрессивность в отношении к полимерным изделиям. Подобные смазки рекомендованы к применению в ШРУСах автомобилей любых производителей. Основной их недостаток – чувствительность к попаданию влаги при нарушении герметичности пыльника, за счет чего смазка теряет свои свойства. Отечественные производители выпускают смазки с дисульфидом молибдена под общим названием ШРУС-4.

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:

  1. Графитовые смазки, так как они предназначены для работы в подшипниках, а при использовании в ШРУС, срок его службы не превысит 25 тыс. км.
  2. Углеводородные смазки, в том числе технический вазелин, так как разрушаются при tо, превышающей 45оС, и приводят к поломке шарнира через короткое время.
  3. Консистентные составы, изготовленные на основе кальция и натрия, так как не способны работать в узлах с высокой механической нагрузкой, и приведут к выходу шарнира из строя после пробега 15-30 тыс. км.
  4. Составы, изготовленные на основе цинка или железа.

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.

Замена внутреннего ШРУСа

Неисправный внутренний ШРУС способен во время движения развалиться, лишив машину подвижности. Чтобы избежать поломки и непредвиденных расходов, узел следует заменить при первых признаках неисправности. Все работы желательно проводить на специализированном СТО, так как операция требует от мастера определенных знаний и навыков. Но при наличии необходимого инструмента, соответствующего опыта и уверенности в своих силах, автолюбитель способен все проделать самостоятельно в условиях гаража.

Перед заменой готовят следующие запасные части:

  1. Сам шарнир.
  2. Пыльник с новыми хомутами.
  3. Смазку.
  4. Гайку ступицы.

Процедура замены осуществляется в следующем порядке:

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

2. Выкручивается гайка ступицы и снимается колесо.

3. Отсоединение стойки от рулевого наконечника и крепления шаровой опоры.

4. Сдергивание тормозного диска с суппортом со шлицов и отведение конструкции в сторону.

5. Сдергивание со шлицов внутреннего ШРУСа при помощи металлической направляющей и молотка.

6. Извлечение всего привода наружу.

7. Снятие хомутов пыльника, самого пыльника и неисправного ШРУСа после зажатия привода в тиски.

8. Закладка смазки в новый ШРУС.

9. Монтаж пыльника и насаживание ШРУСа на шлицы.

10. Установка хомутов на пыльник.

11. Установка собранного привода в коробку передач. При попадании в шлицы слышен характерный щелчок, после чего привод забивается на свое место.

12. Дальнейшая сборка производится в обратном порядке.

Описанный метод позволяет произвести замену внутреннего шруса всех моделей ВАЗ: 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107, 2108, 2109, 21099, 2110, 2111, 2112, 2113, 2114, Нива, Лада Приора, Калина, Гранта, Веста и большинства иномарок.

ШРУС

Легковые автомобили с передним приводом сегодня представляют большинство. При этом для таких авто характерно отсутствие моста, как на версиях с задним приводом. Отдельного внимания заслуживает схема приведения в движение передних колес, в которой большую роль играет ШРУС. 

ШРУС – шарнир равных угловых скоростей (в обиходе «граната). Данное устройство отвечает за передачу крутящего момента от трансмиссии на ведущие колеса, при этом также обеспечивается возможность поворота ведущих колес.

Устройство и виды ШРУСов

Существует четыре типа подобных шарниров: сухариковый ШРУС, трипоидный, спаренный карданный и шариковый. В первом случае механизм используется на грузовых авто и спецтехнике. Второй тип отличается большим осевым перемещением и задействован во внутренних конструкциях. Третий вариант сложен по конструкции и не сильно распространен.

С учетом ряда особенностей, именно шариковый ШРУС встречается наиболее часто и устанавливается на авто с передним приводом. Давайте рассмотрим его устройство. Прежде всего, данный тип ШРУСа является «сухим», то есть не находится в масляной ванне (в отличие от заднеприводных авто). Другими словами, ШРУС изначально покрывается смазкой, но не «купается» в масле.

Если говорить о конструкции, следует выделить:

  • Корпус ШРУСа, который выполнен в форме сферической чаши. В такую чашу устанавливается ведомый вал.
  • В нижней части имеется сферический кулачок и ведущий вал.
  • Сепаратор, который является кольцом с отверстиями. В таких отверстиях установлены и зафиксированы шарики.
  • Стальные шары (как правило, таких шаров 6 штук);
  • В корпусе и нижней части имеются специальные канавки, выполненные для каждого отдельного шарика. Получается, канавок 6.

Именно благодаря наличию шаров в устройстве ШРУСа такой тип называется шариковым. При этом данная конструкция позволяет передавать момент на колеса плавно, без ударов рывков, толчков. Сравнительно с карданом, плавность работы выше.

Сами шарики зафиксированы при помощи сепаратора, располагаются между корпусом и нижней частью. Другими словами, они связывают корпус и нижнюю часть. При этом шарики могут перемещаться по продольным канавкам.
  • Общий принцип работы ШРУСа заключается в том, что когда усилие передается на ведущий вал с прикрепленным к нему корпусом ШРУСа, это усилие далее идет на шарики. От шариков, в свою очередь, усилие передается нижней части. К нижней части, как уже было сказано выше, присоединен ведомый вал.

Если же ведущие колеса поворачиваются, это приводит к изменению угла вращения между валами. Если просто, шарики в этом случае смещаются по канавкам, при этом передача усилия остается такой же эффективной. В результате ШРУС позволяет передать крутящий момент без потерь, причем независимо от того, каково движение ТС, прямолинейное или машина проходит поворот.  

Основные неисправности ШРУСов и срок службы

Сама конструкция ШРУСа надежная, качественно изготовленная деталь вполне может служить, как минимум, 100-150 тыс. км. Однако на практике во многих случаях ШРУСы выходят из строя намного раньше.

Дело в том, что «граната» в автомобиле имеет пыльник (зачастую резиновый). Также механизм может быть защищен пыльником (чехлом) из силикона. Так или иначе, пыльник нужен для того, чтобы закрыть шарики и канавки от попадания песка, воды, грязи, реагентов с дороги и т.д.

Не трудно догадаться, что если пыльник гранаты рвется, в ШРУС попадает грязь и вода, смазка вымывается, повреждается и разрушается поверхность шариков и канавок. В результате ШРУС может начать «хрустеть» или его заклинит.

С учетом данной информации рекомендуется максимально внимательно осматривать пыльники ШРУСов на каждом ТО. Если замечены какие-либо дефекты (трещины, разрывы, ненадежная фиксация и смещение пыльника), тогда такой пыльник необходимо в обязательном порядке заменить, соблюдая все правила по его установке.

Еще добавим, что езда по плохим дорогам и жесткая эксплуатация также приводит к тому, что граната выходит из строя раньше срока. В отдельных случаях попадание в яму на высокой скорости может привести к тому, что ШРУС попросту вырывает.

Напоследок отметим, что во время ремонта рекомендуется менять ШРУС на оригинальную запчасть или аналог высокого качества, так как дешевые заменители неизвестных производителей обычно изготавливаются из материалов низкого качества и отличаются небольшим сроком службы.

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости