Шрус принцип работы

Особенности привода

Делать авто с ведущими передними колесами позволяю

Делать авто с ведущими передними колесами позволяют шарниры равных угловых скоростей (ШРУС), которые используются в конструкции привода. Особенность шарнира этого типа заключается в возможности передачи крутящего момента без потерь при повороте одной составной части привода относительно другой на угол до 70 град.

Вал привода переднего колеса автомобиля

Вал привода переднего колеса автомобиля

Приводной вал автомобиля с передней ведущей осью должен выполнять несколько функций, причем одновременно. Он должен осуществлять передачу крутящего момента на ступицу колеса от коробки передач, обеспечивать возможность перемещаться колесу относительно кузова (при движении по неровностям), а также позволять изменять угол положения колеса, то есть, совершать повороты (что сопровождается надобностью в изменении длины вала). И все это делается благодаря шарнирам равных угловых скоростей.

В целом, конструкция приводного вала переднеприводного авто состоит из трех элементов:

Внешний ШРУС

Внешний ШРУС

Внутренний шрус

Внутренний шрус

  • вал (со шлицами на концах для соединения с шарнирами);
  • внутренний ШРУС (который соединяет привод с КПП);
  • внешний ШРУС (для соединения со ступицей колеса).

Таких приводных валов в переднеприводном авто – два, на каждое ведущее колесо свой.

Карданный шарнир тип GKN

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.

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.

Где находится ШРУС (Граната) в машине

Водители — новечки рано или поздно сталкиваются в вопросом "Где находится ШРУС (Граната) в машине?", такие вопросы возникают, когда происходит не ладное что-то с автомобилем. Так вот, пара шарниров устанавливается на переднеприводных автомобилях или на полном приводе между ведущими полуосями и колесами. На заднеприводных ШРУС (Граната)ов не бывает, Сушествуют внутрение ШРУС (Граната)Ы и наружные, трипоидные и др.

Карданный шарнир «Рцеппа»

Карданный шарнир «Рцеппа»: 1 — биссекторная плоскость 2 — делительный рычажок 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.

ШРУС (Граната) расшифровка аббревиатуры

ШРУС (Граната) расшифровка аббревиатуры — шарнир равных угловых скоростей. Другими словами, такой шарнир передает крутящий момент от раздаточной коробки на колеса одинаковый вне зависимости, какой угол поворота у колеса.

Что такое ШРУС (Граната) мы рассказали, но есть несоклько видов ШРУС (Граната)-ов, например, внутренний и наружный,  ниже представленно фото приводного вала, на одном конце внутренний ШРУС (Граната), он крепится со стороны коробки передач, то есть внутри авто. С другой стороны приводного вала наружный ШРУС (Граната), он крепится со стороны колеса.

Неисправности шруса

Внутренний ШРУС — один из главных элементов трансмиссии в автомобиле, и в связи с этим изготавливается из высококачественных материалов (не считая подделок). Обычно срок годности этих деталей высок, но часто получается что износ наступает намного раньше, такое бывает даже у новых машин.

Причины износа ШРУСа:

  1. Недостаточное количество смазочного материала, либо его плохое качество.
  2. Плохое качество материала при изготовлении ШРУСа, использование поддельных и бракованных деталей.
  3. Проникновение инородных предметов и воды из-за того что пыльник вышел из строя.
  4. Плохое покрытие дорог, и неаккуратное вождение по этим дорогам.
  5. Несвоевременно проведенная диагностика и замена запчастей.

Первичную диагностику можно провести водителю самому, не прибегая к помощи автослесаря, путем поверхностного осмотра, благодаря этому можно выявить повреждения пыльника. Для более детального осмотра придется шарнир разобрать, в этом поможет эстакада, яма или просто домкрат. Провести диагностику ШРУСа самому не составит труда.

Характерные поломки шарнира:

  1. Посторонние звуки (хруст), они усиливаются при: повороте, разгоне, преодолении барьеров. Шарики очень износились что беспроблемно двигаются по углублениям.
  2. Недостаток смазки внутри деталей.
  3. Зазор вала. Для того что бы понять так ли это, необходимо взять полуось и подвигать ее, при наличии дефекта вы сразу обнаружите люфт в рабочей стороне ШРУСа.
  4. Инородные предметы, которые попадают с дорожного покрытия.

Чтобы определить звук неисправности наружного шарнира, нужно выбрать ровную поверхность, максимально повернуть в сторону руль и резко двинуться с места, обеспечивая тем самым нагрузку на шарнир, и если он действительно неисправен, то будет слышен знакомый шум. Важно определить с какой стороны исходит хруст.

Поломку во внутренних шарнирах диагностируют немного по-другому. Здесь наоборот необходимо найти плохую дорогу с ямами и проехать по ним. Если ШРУС застучал, то значит выявилась поломка. Существует еще способ диагностики хруста внутреннего ШРУСа. Нужно нагрузить хвостовую часть машины так, чтобы перед приподнялся, а ось внутреннего шарнира по возможности максимально согнулась. Приоритетным признаком поломки является хруст в движении. Не рекомендуется ездить с загруженной задней частью машины, на постоянной основе, контролируйте пружины амортизатора.

Третий способ распознать с какой стороны “граната” стучит, заключается в последующем алгоритме:

1 — выставить равномерно колеса автомобиля.

2 — поднять одно любое ведущее колесо подъемником.

3 — установить автомобиль на ручник и снять с передачи.

4 — плавно “тронуться” (вывешенное колесо начнет вращаться).

5 — потихоньку выжать педаль тормоза, таким образом создается естественная нагрузка на “гранату”. Если присутствует неисправность в одном из внутренних ШРУСов, сразу появятся звуки, в неисправной части машины. Если дефекта нету, то машина просто начинает глохнуть.

6 — Максимально вывернуть руль. Медленно выжимать педаль тормоза. Если есть неисправность — то хруст будет продолжаться. Если присутствует поломка ШРУСа с другой стороны, то прибавится дополнительный звук. Полностью понять что поломка состоит именно в ШРУСе можно если в начале движения авто появились рывки. Предпочтительнее конечно машину не доводить до состояния полной амортизации и проводить ежемесячную проверку. При подвешивании колеса и проверке ШРУСов придерживайтесь правилам безопасности, не забывайте поставить машину на ручник, а лучше всего пользуйтесь колесным стопором. Обратите внимание, не забыли ли вы установить нейтральную передачу, выключить двигатель, дождитесь полной остановки колеса до того, как поставите его на поверхность.

Виды шарниров равных угловых скоростей

Шариковые варианты конструкции ШРУС, хотя и наиболее распространены в легковом автомобилестроении, оказались не единственно возможными.


Шариковый ШРУС

Практическое применение для легковых и лёгких коммерческих автомобилей нашли триподные ШРУСы, в которых роль шариков выполняют вращающиеся ролики со сферической рабочей поверхностью.


Трипоидный ШРУС

Для грузовой техники распространение получили кулачковые (сухариковые) шарниры типа «Тракта», состоящие из двух вилок и двух фасонных дисков. Вилки в таких конструкциях достаточно массивные и способны выдерживать большие нагрузки (что и объясняет область их использования).


Кулачковый (сухариковый) ШРУС

Необходимо упомянуть и ещё один вариант ШРУС – спаренные карданные. В них неравномерность передачи угловой скорости первого кардана компенсируется вторым карданом.


Спаренный карданный ШРУС

Как уже упоминалось выше, угол между осями двух валов не должен в этом случае превышать 20⁰ (иначе появляются повышенные нагрузки и вибрации), что ограничивает область использования такой конструкции в основном строительной и дорожной техникой.

Внутренние и наружные ШРУСы

Помимо различий в конструктивном исполнении, ШРУСЫ разделяются по месту их установки на наружные и внутренние.

  Внутренний ШРУС соединяет коробку передач с полу

Внутренний ШРУС соединяет коробку передач с полуосью, а наружный ШРУС – полуось со ступицей колеса. Вместе с приводным валом оба этих шарнира составляют привод автомобиля.

Наиболее распространённый тип наружного шарнира – шариковый. Внутренний ШРУС не столько обеспечивает большой угол между валами, сколько компенсирует перемещения приводного вала при движении его относительно подвески. Поэтому часто в качестве внутреннего шарнира в легковых автомобилях используется триподный узел.

Необходимое условие нормальной работы ШРУСов – смазка движущихся частей шарнира. Герметичность рабочего пространства, в котором находится смазка, обеспечивают пыльники, предотвращающие попадание на рабочие поверхности абразивных частиц. С учётом высокой нагруженности деталей, в них используются только специально разработанные для таких узлов виды смазок.

Виды ШРУСов

Различные типы автомобилей вынуждали конструкторов создавать новые вариации ШРУСов. В зависимости от назначения транспортного средства подбирались идеально подходящие конструкции, обеспечивавшие возможность без проблем преодолевать препятствия и комфортно управлять машиной. На данный момент известны такие типы ШРУСов:

  • шариковые;
  • триподные;
  • кулачковые;
  • спаренные карданные.

Каждый из них имеет свою особую конструкцию и назначение. Наиболее распространенным является шариковый шарнир. Кроме того, существуют внутренний и внешний (или наружный) ШРУСы.

Внешние и внутренние ШРУСы

Чтобы обеспечить комфортное движение, передний привод оснащен двумя парами ШРУСов – по одному внешнему и внутреннему на левую и правую сторону. Начинающему автомобилисту следует знать отличия и назначение каждого из них.

Внешний шарнир соединяется непосредственно с колесом через ступицу, для которой оснащен шлицами. Имеет меньший размер. Его неисправность проще определить – доступ к нему постоянно открыт. Это же является его минусом – он подвержен большим нагрузкам, грязь, вода, пыль попадают именно на внешний шарнир.

Внутренний ШРУС обеспечивает соединение КПП с внешним ШРУСом. Имеет больший размер. Нагрузка на них меньше: поломка внутреннего шарнира – явление редкое, но очень жесткое.

Шариковые

Шариковый шарнир имеет наиболее широкое распространение. Его работу обеспечивают шесть маленьких шариков, потерю которых предотвращает сепаратор. Имеет компактные размеры. Нагрузка, распределенная на шесть шариков, обеспечивает качественную передачу крутящего момента.

Существует вариация шарикового ШРУСа с двумя шарами вместо шести. Считается более дешевой версией ШРУСа с шестью шариками – сбор конструкции проще, требует меньше затрат. Основной недостаток – два шарика не выдерживают слишком больших нагрузок и сдаются уже на 32 тысячах километров.

Триподные

Трипоидный ШРУС (трипоид) имеет отличную от шариковой гранаты конструкцию. В его основе – ролики с игольчатыми подшипниками и вилка с тремя зубьями (отсюда и название — трипод). Данный тип ШРУСа имеет ряд преимуществ: высокое противодействие нагрузкам, качественное продольное смещение, меньше деталей, простота ремонта. Несмотря на прочность, трипоид более чувствителен к грязи и пыли. Если пыльник триподного ШРУСа поврежден, требуется незамедлительная замена.

Кулачковые

Представляет собой промежуточное звено между спаренным карданом и современным ШРУСом. Основа его конструкции – две закругленные вилки, между которыми «кулаки» фасонных дисков. Конструкция имеет меньший размер и более высокий крутящий момент, по сравнению со спаренным карданом. Имеет «продвинутую» версию, которую применяют в грузовиках – кулаки получили диск с подшипниками. Это не убрало недостатки гранаты (большой размер, низкое КПД), но сделало ШРУС выносливее и надежнее.

Спаренные карданные

Характеристика данного вида – старый и примитивный. Спаренный кардан имеет очень сложную конструкцию – внутри он занимает очень много места. Несмотря на это ему нашлось качественное применение – благодаря высокой стойкости к нагрузкам, он устанавливается на тяжелых грузовиках. Также ему отдают предпочтение любители экстремальной езды по бездорожью – нередко родной шариковый ШРУС внедорожника заменяют именно спаренным карданом.

Как определить неисправность ШРУС

Срок службы ШРУСов в современных автомобилях при правильной эксплуатации практически сопоставим с ресурсом самой машины, хотя условия работы наружных и внутренних шарниров существенно отличаются (наружные узлы более нагружены, так как воспринимают воздействия непосредственно от колёс).

Заводской брак редко является причиной поломки ШРУСА, а вот эксплуатационный характер отказа встречается куда чаще. Прежде всего, это может быть банальное повреждение пыльника, и, как следствие, попадание в смазку шарнира влаги, пыли и грязи с содержанием абразива.

Именно поэтому периодический визуальный осмотр цел

Именно поэтому периодический визуальный осмотр целостности пыльников обязателен при периодическом обслуживании автомобиля. Замасленная деталь или следы смазки, разбрызганные по колесу – явное свидетельство необходимости замены пыльника (если только отказ не перешел в более тяжёлую стадию).

Другая частая причина отказа – агрессивный характер вождения, особенно с вывернутыми до упора колёсами. При таком стиле вождения шарниры испытывают запредельные нагрузки, неизбежно приводящие к отказу. К похожему результату можно прийти при частой езде по разбитым дорогам.

Для наружных и внутренних ШРУСов внешние признаки неисправности несколько отличаются из-за разных условий эксплуатации и определяются (помимо состояния пыльников) в основном «на звук» и наличие люфтов.

Высоко нагруженные наружные шарниры на ранних стадиях отказа издают звук похожий на свист полностью изношенных тормозных колодок. Дополнительно состояние узла проверяется на ровной дороге: при резком трогании с места с вывернутыми колёсами. Появление характерных толчков или щелчков свидетельствует о неисправности шарнира. Полезно в этом случае сразу осмотреть пыльники (тем более что для этого не требуется поднимать машину).

Если в начале движения слышен хруст – это свидетельство необходимости безотлагательных мер по замене наружного ШРУСа. Характер звука при этом весьма специфический: его трудно спутать с другими звуками, и раздаётся он с той стороны, с которой произошла поломка.

Определить какой из внутренних ШРУСов неисправен – внутренний правый или внутренний левый – несколько сложнее.

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

Если нет возможности установить машину на подъемник, выбирают участок дороги с ямами и рытвинами, и аккуратно въезжая в них колёсами с разных сторон (фактически вывешивая автомобиль с соответствующей стороны) выявляют посторонние шумы (хруст).

Последствия эксплуатации автомобиля с неисправными ШРУСами, особенно на стадии уже выявленного хруста, могут быть весьма тяжёлыми, ведь хруст сигнализирует о возможности скорого внезапного разрушения шарнира. В свою очередь это может привести к заклиниванию колёс и созданию аварийной ситуации на дороге.

Замена ШРУСов обходится не дёшево: узлы оригинальных приводов достаточно сложные механизмы изготовленные из специальных материалов. А в запущенных случаях разрушение внутреннего ШРУСа может привести к попаданию остатков игольчатых подшипников в картер коробки передач и необратимым повреждениям уже самой коробки.