В 80-е годы прошлого века наступил важный этап в массовом производстве легковых автомобилей: переход от классической конструкции с карданным валом и задним мостом к приводу на передние колеса. Передний привод с подвеской «Макферсон» зарекомендовал себя как простая и надежная система, обладающая рядом преимуществ:
Однако для передачи вращения на ведущие колеса в конструкцию был введен ряд уязвимых деталей и узлов. Главным, тяжело нагруженным элементом трансмиссии в переднеприводных машинах являются шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы).
Газы, возникающие при сгорании топлива, расширяются и давят на поршни, которые приводят в движение коленчатый вал двигателя. Через маховик и сцепление вращение передается на шестерни коробки переключения передач. Для движения ведущих колес в конструкцию входят две полуоси, с закрепленными на концах шарнирами равных угловых скоростей. Внутренние ШРУСы вставлены в КПП, а внешние шарниры прикреплены к ступицам передних колес.
За счет использования ШРУСов крутящий момент стабилен независимо от угла, на который повернуты колеса. Такая схема позволяет машине двигаться при поворотах и маневрировании.
Шарнир равных угловых скоростей представляет собой чашеобразный корпус с полуосью (цапфой), в который вставлена обойма и сепаратор с подшипниками. На наружной поверхности обоймы и внутренней стороне корпуса нанесены специальные канавки. В движении внутренняя обойма передает усилие на корпус ШРУС, заставляя его вращаться. При изменении угла между полуосями (повороте рулевого колеса) подшипники перемещаются в канавках, и передача момента вращения к ведущим колесам не прекращается.
Размеры деталей отличаются: внутренние ШРУСы выполнены более массивными по сравнению с наружными.
Существует два типа шарниров: обычный (с шариковыми подшипниками, которые двигаются по делительным канавкам) и трипоидный , в котором три ролика с полусферическими поверхностями вращаются на игольчатых подшипниках. По своему исполнению шарниры могут быть разборными и неразборными.
Для изготовления ШРУСов применяются высокопрочные сплавы, которые теоретически гарантируют длительный эксплуатационный ресурс узла и отсутствие неисправностей.
В первую очередь выходят из строя внешние ШРУСы по причине наибольшей нагрузки на конструкцию в ступицах колес и максимальных углах поворота внешней части привода. Внутренние шарниры более долговечны, однако со временем на соприкасающихся деталях ШРУСов образуется выработка, которая в дальнейшем приводит к неисправности детали. В итоге у подшипников появляется свободный ход в увеличившихся полостях, и шарнир начинает издавать резкий металлический треск.
Совет! Для понимания симптомов неисправности можно сравнить хруст вышедшего из строя ШРУСа с резким звуком, который издает механическая КПП при попытке включить заднюю скорость, когда автомобиль еще катится вперед.
Для внешних ШРУСов этот признак проявляется при движении с колесами, вывернутыми в крайние положения. Внутренние шарниры при наличии неисправности хрустят при прямолинейном движении накатом, при трогании с места, а также при езде под нагрузкой (например, на подъем).
Особенно четко треск внутренних шарниров проявляется при больших ходах подвески (прямолинейная езда по ухабам или бездорожью).
Также при неисправности ШРУСа характерны рывки при вращении ведущих колес , хорошо заметные наблюдателю со стороны при медленной езде по ровной площадке.
Для подтверждения неисправности можно проверить наличие люфта у внутреннего ШРУСа: если привод имеет свободный ход, требуется срочная замена.
Быстрый выход внутренних и внешних ШРУСов из строя обусловлен одной из следующих причин (или их совокупностью):
Для достоверной оценки состояния внутренних ШРУСов применяют следующий способ:
На ровной поверхности автомобиль ставится на стояночный тормоз, задние колеса блокируются противооткатными упорами или подсобными предметами.
С помощью домкрата и двух подпорок передок машины вывешивается таким образом, чтобы ведущие колеса не касались земли.
Запускается двигатель, включается первая передача (для АКПП - режим D). Если при медленном вращении передних колес будет периодически слышен резкий металлический треск или хруст, то внутренние ШРУСы неисправны. Именно таким способом определяют состояние внутренних шарниров на станциях технического обслуживания, поднимая автомобиль на подъемнике.
Получить подробное представление о данном способе диагностики можно из следующего видеоматериала:
Дополнительно стоит осмотреть пыльники на предмет повреждений и подтекания смазки, а также проверить люфт конструкции . Для этого следует пошатать привод в разные стороны, не допуская проворачивания полуоси.
Предупреждение! Неисправный внутренний ШРУС может развалиться или выскочить из КПП на высокой скорости и привести к серьезной аварии. Необходимо своевременно проводить диагностику и устранять выявленные дефекты приводов.
Классический вариант работ по устранению неисправности внутренних ШРУСов, который приводится во многих руководствах по эксплуатации и ремонту обладает значительной трудоемкостью:
Как правило, для замены детали необходимо снять переднее колесо, отвинтить крепеж элементов подвески и снять соответствующий приводной вал в сборе с шарнирами равных угловых скоростей. Также эта операция требует предварительно слить трансмиссионное масло из КПП минимум на 1/3 часть от ее общего объема.
В некоторых случаях приходится сбивать шарниры с вала молотком, а иногда для удаления частей развалившегося ШРУСа с полуоси требуется применить фрезу или болгарку.
Для обладателей машин, на которых установлены ШРУСы разборной конструкции, существует альтернативный, более быстрый вариант: Необходимо раскрыть хомуты и сдвинуть пыльник внутреннего ШРУСа на полуось. Затем болты на внутреннем шарнире свинчиваются, в результате чего конструкция удерживается за счет посадки фланца. Выворачивая передние колеса в крайние положения, можно добиться такой ситуации, при которой привод выпадет из КПП самостоятельно. После этого останется только заменить внутренний ШРУС, добавить смазку, установить новый пыльник и собрать конструкцию.
Знание характерных симптомов выхода из строя внутренних ШРУСов и понимание потенциальных причин этой неисправности позволят вовремя обнаружить поломку и принять меры для обеспечения безопасной эксплуатации автомобиля.
Передний привод у автомобиля - это конструкторское решение предающее авто, прекрасные ходовые качества, которые способны выручать в разных ситуациях. Однако такие прелести имеют и обратную сторону медали. В силу своей сложности конструкции и чувствительности к всякого рода механическим воздействиям, механизм привода полуосей или как их еще называют «шрусы» требуют к себе должного и постоянного внимания. В данной статье будут рассмотрены возможные причины выхода из строя вышеуказанных механизмов, а также признаки по которым можно определить их неисправность.
Несмотря на заверения авто-инженеров, что механизм привода полуосей произведен из высококачественных сталей и имеет очень большой ресурс то это не совсем так. В силу своих конструкционных особенностей и отечественных дорожных условий данный механизм нуждается в уходе. И эта проблема касаемо не только стареньких авто с внушительным пробегом, но даже новые автомобили могут обратить внимание своего хозяина на свои шрусовые механизмы. А причины, которые могут вывести из строя механизм полуосей переднеприводного авто мы и рассмотрим ниже.
1.Низкокачественные материалы комплектующих, а также брак устанавливаемых запчастей.
2.Недостаточное внимание при подборе смазки для узлов шруса.
3.Обрыв защитного пыльника и как следствие, попадание пыли и других абразивных частиц в сам механизм что и приводит к преждевременному выходу из строя механизма.
4.Активный стиль управление автомобилем и ужасное состояние отечественных дорог.
Итак как всетаки понять что механизм привода вашего автомобиля уже требует ремонта. Любые повреждения или неисправности сопровождаются отклонениями от нормы размеров выработки, допусков детали и т. д. В силу своей конструкции и назначения шрус подвержен регулярным механическим нагрузкам и трению его торцевых краев о рабочие каналы полуоси и трений внутренней части подшипника. Шрус - это своего рода подшипник с обоймой, имеющей поперечные прорези для изменения угла наклона полуоси во время движения автомобиля. При передаче крутящего момента на колеса автомобиля механизм испытывает значительные нагрузки, так как кроме вращения колес постоянно изменяется и угол между полуосями что создает значительное трение и выработку на рабочих поверхностях шруса и полуоси. И после появления незначительной выработки в рабочей зоне шруса и полуоси начинает появляться посторонний шум хрустящего характера. Так, дают о себе знать шарики находящиеся внутри обоймы шруса. В силу механического износа шариков подшипника и обоймы такие звуки автовладелец может слышать при выруливании из поворота, при активном наборе скорости, и при перекате через ямки и бугры.
1.Легкие рывки при трогании с места, сопровождающиеся легким стуком.
2.Подняв автомобиль на подьемник или заехав на смотровую яму взять полуось рукой подвигать ее в разных направлениях при таких действиях имея дефекты и выработку в механизме, вы ощутите значительный люфт в рабочих областях шруса.
Стоит также отметить важный момент, что конструкция переднеприводного автомобиля предполагает наличие 4-ех шрусов. Двух внутренних, которые находятся на КПП авто и двух внешних, которые находятся на ступицах колес. И здесь вопрос о том какой же из вышеупомянутых узлов вышел из строя внутренний или внешний мы и рассмотрим.
Два шруса одной полуоси, это один единый механизм но в силу того, что внешний подвержен большей нагрузке из-за более резких и более широких углов поворота ступицы. Чтобы определить неисправность внешнего шруса нужно совершить совсем простую манипуляцию. Для этого необходимо вывернуть руль в любую сторону до максимума и начать трогаться. При достижения максимального угла между шрусами во время такого поворота неисправный шарнир если он неисправен и имеет выработки начнет издавать характерный хруст.
Если с внешним шрусом мы разобрались, то как поставить диагноз внутреннему?! Здесь все чуть проще внутренние шарниры дают о себе знать при прямолинейных движениях, в частности, при переключении с задней передачи на первую когда шарикам подшипника приходиться резко менять свое местоположение в обойме.
Все вышеперечисленные методы самостоятельного определения болезней шрусов вашего авто практически с вероятностью в 90% помогут вам распознать данную проблему и ее наличие. И все же самым качественным и 100%-ым методом будет диагностика на СТО, где специалисты укажут на все дефекты и даже предоставят вам возможность побывать под вашим автомобилем подняв его, не подъемник и обследовав его более тщательно.
Одним из характерных, исключительно для переднеприводных моделей, узлов, является ШРУС. Полное его название – шарнир равных угловых скоростей. Ну а в среде автолюбителей, ШРУСЫ, часто называют гранатами, за внешнее сходство. Задача этого узла, передавать крутящий момент от коробки передач на ступицу колеса. На каждое из колес приходится два ШРУСА: внутренний и внешний;
Внутренний ШРУС заходит в коробку передач, а внешний непосредственно в ступицу колеса. Оба этих ШРУСа соединяются между собой и таким способом передают крутящий момент от коробки на колеса. Сейчас мы рассмотрим основные признаки неисправности ШРУСа.
Первым признаком неисправности в шарнире равных угловых скоростей является легкий хруст, который появляется когда вы сдаете назад и выворачиваете руль в крайнее положение. Если такая ситуация повторяется, то с высокой вероятностью, ШРУС начал умирать. Дальше начнутся стуки при обычных поворотах, и даже при небольших маневрах рулем. Но с этой бедой, еще можно ездить и даже достаточно долго. Но вот когда появляются удары при разгоне, а позднее, специфические пробуксовки, то ШРУС нужно менять.
На срок службы ШРУСа влияет множество факторов, но основными являются:
При повреждениях пыльника, внутрь попадает влага, которая постепенно вымывает смазку. Кроме того, на трущиеся части гранаты попадают пыль, песок, грязь. Все это способствует ускоренному износу ШРУСа. Если вы обнаружили малейшее повреждение пыльника, его следует заменить, и под пыльник не забудьте напихать смазки. Кстати, смазка в данном случае, нужна специальная. Она так и называется ШРУС. Регулярный осмотр нижней части автомобиля и проверка состояния пыльников, позволяют существенно продлить срок жизни гранат.
Что касается езды по неровным дорогам, то убивает она не только ШРУСЫ. Вообще говоря, проще сказать, что в автомобиле от такой езды не страдает. Поэтому, если вы хотите ремонтировать машину, как можно реже, старайтесь ездить, как можно аккуратнее.
Перекосы и другие ошибки при замене ШРУСА так же существенно сокращают срок его жизни. Поэтому, если не уверены что сможете заменить эту деталь самостоятельно, лучше и не пытайтесь. Дешевле будет заплатить за работу специалисту, чем покупать новый ШРУС через несколько тысяч километров пробега. Ну и конечно же, не стоит покупать изделия низкого качества, так как они, хотя и стоят мало, ездят фактически столько же.
Подробнее поговорим о люфтах в шаровых опорах. Возникший в результате износа опоры люфт, негативно будет влиять и на состояние ШРУСа. А если при движении на скорости палец шаровой опоры вырвет из крепления, внутренний ШРУС вообще может быть разбит. Кстати говоря, все основные удары судьбы принимают на себя внешние гранаты. И связано это с тем, что они соединяются через ступицу с колесом. Именно от колеса, шарнир равных угловых скоростей получает мощные удары и сотрясения. Да и вода с грязью испод колес быстрее и больше попадают именно на наружные ШРУСЫ. Поэтому, чтобы повредить ШРУС, который соединяется с коробкой, нужно постараться. Исключением является ситуация, когда вырывает палец шаровой опоры.
Поскольку ремонт изношенного ШРУСА, не считая замены пыльника и смазки, практически невозможен, речь почти всегда идет о его замене. И как мы уже говорили, замена гранаты, задача достаточно сложная и трудоемкая, а потому, ее лучше доверить профессионалу. Здесь нужны специальные съемники, ключи, а так же навыки и умения. Придется снимать ступицу, что само по себе, задача не так чтобы легкая. Что касается замены внутреннего ШРУСа, то она еще сложнее. Поэтому, самодеятельность в таких делах, абсолютно не приветствуется. Будет лучше, если вы более часто станете проверять состояние пыльников. В общем-то, даже замена пыльника процедура отнюдь не на пять минут.
Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) – узел, работающий под большой нагрузкой. Именно за счёт него происходит передача крутящего момента от трансмиссии ( , передний и задний мосты) на колёса. Конструкция шарнира должна обеспечивать передачу усилия даже в тех случаях, когда ведущее колесо соединено с рулевым управлением – то есть под разными углами.
Современные переднеприводные автомобили имеют сходные схемы раздачи крутящего момента от КПП на колёса. Так как двигатель в таких авто имеет поперечное расположение, то КПП смещена влево от осевой линии авто. Поэтому, как правило, левый вал привода короче правого. Иногда правый вал сделан из двух частей и имеет промежуточную опору в виде подвесного подшипника. На полноприводных авто раздача крутящего момента производится от переднего моста.
Но, вне зависимости от особенностей конкретной конструкции авто, главным является общий принцип передачи усилия. Заключается он в том, что вал привода соединён с КПП (или мостом) через так называемый внутренний ШРУС, а со ступицей колеса – через ШРУС наружный. Несмотря на кажущуюся полную идентичность этих шарниров, они имеют отличительные особенности – как в конструкции, так и в различных режимах работы. Небольшие отличия есть и в диагностике неисправностей шарниров.
Сегодня расскажем о наиболее распространённых признаках неисправностей внутреннего ШРУСа.
Схематическое изображение ШРУСов передних колес
Разное устройство наружной и внутренней «гранат» («народное» наименование ШРУСов) обусловлено немного разными режимами работы шарниров. Если для наружного ШРУСа, соединённого со ступицей, главной задачей является передать крутящий момент под любым возможным углами поворота/наклона колеса, то для внутреннего важнее скомпенсировать несоосность трансмиссии и приводного вала (частично разгрузив при этом наружный ШРУС), а также обеспечить «неразрывность» вала при больших ходах работы подвески. То есть внутренний ШРУС должен позволять приводному валу «удлиняться» или «укорачиваться».
Разное устройство наружного и внутреннего ШРУСов обусловлено немного разными режимами работы шарниров.
На рисунке сверху изображён ВАЗовский привод. Его конструкция является наиболее простой и, можно сказать, изящной – минимум деталей при высокой надёжности и простоте демонтажа и ремонта шарниров. В левой части рисунка – внутренний ШРУС. Как видите, корпус внутренней «гранаты» больше, чем наружной. Именно это позволяет внутренней обойме ШРУСа перемещаться вместе с валом и шариками внутри корпуса по «дорожкам». Но шарнир способен и поворачиваться под углом – меньшим, чем наружный.
Наружный ШРУС работает в основном «на поворот» и достаточно жёстко фиксируется на валу стопорным и упорным кольцами. (На некоторых моделях Ford наружный ШРУС можно снять, лишь разрезав его корпус.)
В полость шарнира закладывается специальная «одноимённая» смазка ШРУС. Она обладает высокими водоотталкивающими свойствами, а также способна предохранять шарнир от сильных ударных перегрузок.
Иногда ошибочно в ШРУС закладывают графитную смазку – этого нельзя делать ни в коем случае – «графитка» превратится в некое подобие воска, налипшего на внутренние стенки корпуса «гранаты» и не будет защищать детали.
Неисправности ШРУСа заключаются в износе шариков, обоймы шарнира, рабочей поверхности корпуса – «дорожек», но иногда происходит разрушение деталей и шарнир «разъединяется».
Расположение внутренних ШРУСов
Самым характерным симптомом неисправности внутреннего ШРУСа является характерный хруст, который сопровождает работу шарнира. Но точно такой же звук издаёт и «умирающий» наружный ШРУС, поэтому иногда сложно вычислить «виновника».
Как же определить, неисправен внутренний ШРУС или наружный?
При диагностике нужно учитывать особенности работы шарниров. Наружная «граната» хрустит, когда авто поворачивает или резко трогается с места с вывернутыми колёсами – именно в такие моменты наружный шарнир испытывает наибольшие нагрузки.
Иногда бывает так, что износ деталей внутреннего ШРУСа приводит к вибрации, ощущаемой водителем при движении по ровной дороге.
Для того, чтобы протестировать внутреннюю «гранату» в движении, нужно выбрать наиболее неровную дорогу – например, грунтовую с многочисленными промоинами от луж. При движении по такой дороге передняя подвеска будет постоянно в работе, вызывая тем самым осевые и угловые смещения обоймы внутреннего ШРУСа. Если шарнир изношен, то он будет издавать точно такие же звуки, как и наружный.
Но иногда бывает так, что износ деталей внутреннего ШРУСа приводит к вибрации, ощущаемой водителем при движении по ровной дороге. Диагностировать работу привода в таком случае гораздо сложнее. Иногда даже вывешивание авто на подъёмнике не позволяет гарантированно определить неисправность – ведь нагрузка на ШРУСы при «холостом» вращении минимальна.
Зачастую в таких случаях выручает опыт мастера, осматривающего машину. Хороший специалист с солидным стажем способен уловить малейшие люфты или заедания в работе механизма. Самые дотошные мастера не поленятся разобрать подвеску и снять привод целиком, чтобы расчехлить ШРУС, тщательно промыть и продуть его сжатым воздухом и воочию убедиться в наличии или отсутствии повреждений деталей.
Но сильный люфт – такой, что даже стоящая на месте «граната» «брякает» при её сотрясении – способен увидеть и неопытный водитель.
Практически на всех немецких авто (VW, Audi, Skoda) внутренний ШРУС крепится к КПП болтами, ослабление затяжки или обрыв которых тоже способны вызвать вибрацию.
Пыльник внутреннего ШРУСа
В первую очередь, нужно следить за состоянием резиновых чехлов ШРУСов. Завод-изготовитель вообще, как правило, предписывает менять сами шарниры, если повреждены их чехлы.
Но на практике, если «граната» ещё не «нахваталась» песка и воды, иногда удаётся обойтись тщательным её промыванием и заменой смазки.
Завод-изготовитель, как правило, предписывает менять сами шарниры, если повреждены их чехлы.
Также нужно обращать внимание на то, насколько плотно застёгнуты хомуты на чехлах. Правильно затянутый хомут не позволяет чехлу прокручиваться на корпусе шарнира.
Вообще, — возьмите себе за правило обращать на состояние чехлов (их часто называют пыльниками) при каждом подходящем случае – когда меняете колесо или можно попросить обследовать их в автосервисе, куда вы заехали поменять масло.
Несмотря на то, что мы рассмотрели работу шарнира, используя в качестве образца ВАЗовский привод, принцип работы подобных узлов достаточно схож, даже если на вашем авто установлен не «привычный» ШРУС Рцеппа, рассмотренный выше, а нередко устанавливаемый в качестве внутреннего шарнира трипод.
Шарниры равных угловых скоростей или ШРУСы передают крутящий момент на ведущее колесо авто от коробки скоростей. Поэтому очень важно следить за исправностью узла и своевременно выявлять даже самые мелкие отклонения от нормального состояния всех его элементов.
На верхнем фото слева – внутренний ШРУС, справа – наружный. Основным признаком неисправности узла является появление хруста при повороте колес.
Для проверки правильности диагноза нужно пошевелить приводной вал. Люфт в шлицевом соединении ШРУСа ВАЗ 2109 указывает на поломки в узле.
В предлагаемой статье рассматриваются некоторые вопросы, связанные с неисправностями в соединении ШРУСов и методы их устранения своими руками.
Итак:
Все это приводит к сокращению срока эксплуатации автомобиля или капитальному его ремонту, цена которого достаточно велика. В автомобиле ВАЗ 2109 устанавливаются шариковые ШРУСы.
Основные элементы изделия:
1 – корпус наружной гранаты; 12 – корпус ; 2 – сепаратор; 3 – обоймы; 4 – шарики; 5 и 9 – стяжные хомуты; 8 – пыльники.
Совет:При передвижении на автомобиле водитель не должен давать больших нагрузок при вывернутых колесах.
Если есть подозрение, что имеется люфт в ШРУСе на ВАЗ 2109 узел нужно разобрать и произвести диагностику всех деталей.
Для этого конструкция отсоединяется от авто, а далее порядок работ такой:
Совет: Нельзя прикладывать нагрузку к сепаратору узла.
Совет: Перед разборкой изделия, используя краску или оселок, отмечается взаимное расположение его деталей, кроме шариков.
Совет: Нельзя поворачивать сепаратор, прикладывая к нему большое усилие. Может возникнуть блокировка шариков и дальнейшая разборка узла будет затруднена.
Совет: В шарнирах с одинаковыми окнами на сепараторе, не играет роли какое окно использовать для удаления шариков.
Детали ШРУСа хорошо промываются.
Далее:
Совет: Замена деталей ШРУСов на автомобиле ВАЗ 2109 должна выполняться на аналогичные запасные части. Отдельно можно заменить только пыльники ШРУСов.
Итак:
Каким образом убрать люфт ШРУСа ВАЗ 2109можно посмотреть на видео.
