В разговорной речи бывалых автомобилистов и мастеров по ремонту встречается много слов, абсолютно незнакомых новичкам. Например, шарнир равных угловых скоростей или ШРУС. Нередко этот узел также называют автомобильной гранатой или просто гранатой. В нашей статье мы подробно расскажем, что такое ШРУС в автомобиле, зачем он нужен, поделимся интересной и полезной информацией об этом важном устройстве.
Как выглядит граната в автомобиле
Необходимость изобретения ШРУСа возникла одновременно с появлением первых автомобилей с передним приводом. 3 основных преимущества переднеприводных машин хорошо известны каждому автомобилисту:
Но, при передаче крутящего момента на управляемые колёса, постоянно изменяющие своё положение, возникали серьёзные потери мощности и другие негативные последствия:
Изобретение автомобильной гранаты в 20-х годах прошлого века позволило полностью решить эту сложную техническую задачу. С помощью ШРУСа крутящий момент на управляемые колёса передаётся без потерь мощности и других недостатков.
Благодаря надёжности и простоте, шарнир равных угловых скоростей также широко используется на заднеприводных машинах, в которых установлена независимая подвеска.
Качественная граната отличается длительным ресурсом работы. При бережной эксплуатации автомобиля необходимость её замены или ремонта возникает крайне редко.
В современных автомобилях используются различные ШРУСы, которые классифицируются:
На каждое колесо переднеприводного автомобиля устанавливаются 2 ШРУСа. Внутренний шарнир соединяет коробку передач и полуось, внешний – полуось со ступицей колеса. Работая в паре, они обеспечивают передачу крутящего момента при всех типах нагрузок.
В наиболее распространённых шариковых шарнирах, внешние ШРУСы оборудованы радиусными канавками, обеспечивающими бесперебойность работы автомобиля при поворотах колёс. Внутренние гранаты с прямыми канавками компенсируют перемещения деталей узла вдоль оси при колебаниях передней подвески и вибрации автомобиля.
Конструктивные отличия различных типов ШРУСов мы опишем ниже.
Состоят из корпуса (наружной обоймы) с 6 канавками, сепаратора, 6 шариков и внутренней обоймы с 6 канавками. В ходе эксплуатации автомобиля, шарики перемещаются по канавкам, обеспечивая передачу крутящего момента от двигателя на колёса.
Шариковые гранаты чаще всего встречаются на переднеприводных легковых автомобилях.
Внутреннее устройство шарикового ШРУСа
Принцип работы шарикового шруса
В триподных ШРУСах вместо шариков используются сферические ролики, которые крепятся на пальцах опоры с помощью подшипников.
Триподные автомобильные гранаты устанавливаются как на легковые, так и на грузовые машины с малой грузоподъёмностью.
Принцип работы триподной автомобильной гранаты
Внутреннее устройство триподного ШРУСа
Кулачковые ШРУСы конструктивно состоят из 2 вилок и 2 фасонных дисков. Площадь сцепления (контакта) вилок является значительной, поэтому элементы шарнира выдерживают серьёзные нагрузки при эксплуатации.
Кулачковые шарниры получили широкое распространение на грузовых автомобилях повышенной грузоподъёмности.
Внутреннее устройство кулачковой автомобильной гранаты
Являются наименее востребованными устройствами. Изготавливаются из двух карданных шарниров, состыкованных между собой.
В настоящее время используются при производстве мощной строительной техники, тракторов, некоторых моделей грузовиков и внедорожников.
Принцип работы спаренного карданного ШРУСа
ШРУСы относятся к категории наиболее надёжных и долговечных узлов автомобиля. Для защиты от неблагоприятного воздействия шарнирное соединение внутри устройства защищено гибким пыльником. Пыльники препятствуют проникновению к местам контакта деталей шарнира грязи, влаги и пыли. При езде по дорогам с хорошим покрытием и своевременном техническом обслуживании, автомобильные гранаты служат владельцу авто долгие годы без ремонта.
Неисправности шарниров равных угловых скоростей, чаще всего, возникают при активной эксплуатации автомобиля на плохих дорогах или бездорожье. Основными причинами выхода из строя ШРУСов являются:
Характерным признаком неисправности автомобильной гранаты является появление посторонних звуков при эксплуатации машины (специфического хруста, пощёлкивания или скрежета). Они возникают вследствие попадания частичек пыли или грязи в пространство между элементами шарнира (обоймами и шариками). При ремонте необходимо заменить ШРУС целиком на новый аналог.
Но, в целом шарнир равных угловых скоростей – это устройство, обеспечивающее надёжную, долговечную и эффективную эксплуатацию автомобиля. ШРУС редко становится причиной обращения в автосервис.
ШРУС (шарнир равных угловых скоростей) считается составным узлом подвески с управляемой передней осью. Функции ее заключается в обеспечении угла разворота (до 70°) машины по оси движения, со стабилизацией крутящего момента колес правой и левой стороны. В качестве сочленения узлов трансмиссии, внутренний ШРУС соединяет КПП и приводной вал, а внешний, в свою очередь, вал и ступицу колеса.
Деталь является элементом приводного вала и предназначена передавать вращение от силового агрегата (двигателя) к ведущим колесам автомобиля. Конструкция обеспечивает углы поворота ведущих передних колес, стабилизирует их колебания, низводит к минимуму шумовые эффекты, возникающие от вибрации. В принципе, это две половинки полуоси, шарнирно соединяющие дифференциал со ступицами правого и левого колес. Шарнир, со стороны дифференциала называется внутренним, а со стороны колеса внешним. Первый из них подвижный и предполагает меньший угол разворота. Эта деталь может изменять свою физическую длину за счет удлиненного шлицевого соединения. Второй, шарикового типа позволяет получить больший радиус поворота. Конструкция их разнится и зависит от типа авто, показателя приводного вала. Внутренняя полуось больше внешнего по размерам, массе, цене. Рабочий угол ШРУСа значительно шире и может варьировать в пределах 50°, в то время как внутренний шарнир не превышает угла 20°.
Не вдаваясь в историю изобретений, можно отметить наиболее распространенную и востребованную конструкцию шарикового шарнира. Но расшифровка делит их формулируя:
Заключается в передаче вращения от внутренней полуоси к внешней его части. При этом следует соблюдать требование, чтобы полуоси располагались под углом не более 70° друг к другу.
Понимание того что такое ШРУС поможет получить представление своеобразного блока полуосей, включающего в себя:
В собранном состоянии устройство выглядит следующим образом:
Стальные шарики, удерживаемые сепаратором в сферических канавках между корпусом и кулаком. Ведущий вал, вращаясь, перемещает шарики посредством канавок корпуса и кулака. В момент вращения усилие ведущего вала передается на обойму, а затем на ведомую полуось посредством кулака и 6 шариков (отчетливо видны на фото).
Шарнир равных угловых скоростей изготавливается из высокопрочных сталей. Однако неисправности имеют место по причине:
Шарниры равных угловых скоростей – это почти подшипники качения, обойма которых имеет поперечные канавки.
Такая конструкция предусматривает возможность менять углы ведущей полуоси относительно ведомой. Пребывая под постоянной динамической нагрузкой, сочленения корпус – шарики и кулак – шарики подвергаются износу. В результате между ними появляются зазоры. А они становятся причиной появления специфического шума, исходящего, как от надломленной ветки, то есть хруста. Исходят таковые от перекатывания шариков по выработанным или имеющим шероховатости, канавкам.
Но нужно запомнить, что внутреннее звено шарнира издает звуковой сигнал о наличии неисправности, особенно при езде на машине по дорогам с колдобинами. Нередко можно услышать шум и на прямой трассе.
В замене шарнирного комплекта можно убедиться, вращая колесо на подвешенном автомобиле. В этом случае внутренний шарнир сильно изгибается, а специфический звук неисправности проявляется больше.
При своевременном обслуживании, уходе, срок эксплуатации ШРУСа на автомобиле достаточно продолжителен и порой равен ресурсу машины. Чтобы узел работал долго, следует его во время смазывать. Это так просто, если знать, какую марку использовать для каждой части узла. Сие необходимо, чтобы:
Итак, для наших шарнирных узлов лучше подойдет смазка марки ШРУС 4. Отличается высокой вязкостью удержания на поверхности трущихся и вращающихся деталей. Консистенция позволяет ей не растапливаться в любой сезон эксплуатации. А менять смазку необходимо при замене пыльника и установке нового узла.
Представляет собой резиновый гофрированный чехол с фиксацией хомутом на обоих концах. Визуальный обзор состояния пыльника проверяется полным поворотом передних колес до упора. Они не должны иметь разрывов, трещин, следов смазки. Чем же чревато езда без оного Дело в попадании сочленений грязи, абразивной пыли, которые медленно, но упорно разъедают вращающиеся поверхности. Ситуация приводит к большому зазору, например, между кулаком и шариками. Большой износ же обязательно приводит к тому, что ШРУС вырывает из гнезда ступицы.
Замену пыльников на автомобиле желательно проводить одновременно, не дожидаясь, когда выйдет из строя второй. На фото показаны хомуты, конструкция которых не предполагает использование червячной передачи. Такой тип исполнения один из наиболее удачных.
Выбирая шарнир равно-угловых скоростей, обратите внимание на комплектацию вашего автомобиля. ШРУСы для машин с АБС будут отличатся от таковых, которые с завода ставились на автомобили без вспомогательных систем торможения.
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:
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:
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 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.
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:
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».
ШРУС (полное название — шарнир равных угловых скоростей), автолюбители еще часто его называют «гранатой», представляет собой конструкцию, которая обеспечивает передачу крутящего момента от коробки переключения передач к одному из ведущих колес при изменении угла поворота относительно оси до 70 градусов.
Различают несколько конструкций шруса:
Можно сказать, что данное изобретение произвело своего рода революцию в конструкции авто с передним приводом. Многие инженеры пытались сделать так, чтоб поворотные колеса приняли на себя .
Даже несмотря на то, что шрус изготавливается из прочного и качественного материала, многие автолюбители жалуются на их ломкость и невысокую надежность детали. В основном срок гарантии на деталь с завода нового автомобиля составляет 100 000 километров, но фактически срок службы шруса зависит от многих факторов, таких как: качество дорог, нагрузка и стиль вождения автовладельца. Но самой частой причиной поломки является последний фактор, наравне с негерметичностью пыльника.
Пыльник подводит в том случае, когда в его основе, резине, из-за долгой эксплуатации или плохого качества дороги, образовались трещины, через которые пыль и грязь стала попадать на детали. Поэтому очень важно регулярно следить за состоянием и изношенностью пыльника.
А что касается первой причины, сдача назад с вывернутыми колесами и резкие «старты» наиболее негативно сказываются на работе рассматриваемого нами элемента авто. В результате названных факторов происходит быстрый износ не только износ шруса, но и многих других деталей машины.
Однако иногда случается и так, что пыльник остается целым и невридимым, а шрус довольно сильно хрустит. Для каждого владельца автомобиля это должно быть знаком явных проблем, вызванных старением смазки внутри самого механизма. Если это проигнорировать, то со временем можно заметить усиление этого хруста, а значит, увеличенный износ. В данном случае шрус следует заменить на новый.
При выборе же нового шруса нужно обращать внимание на несколько важных параметров:
Не забудьте обратить внимание и на качество материала, из которого он изготовлен, особенно важны параметры стойкости материала к перепадам температуры и агрессивным средам.
Для того чтобы добраться до шруса, нужно будет демонтировать полуось, при этом слегка опустить хомуты пыльника. Потом сразу выдернуть последние в сторону полуоси. Для грамотного проведения ремонта, необходимо знать, что шрус состоит из четырех элементов:
Теперь перейдем непосредственно к процедуре замены шруса.
Производить сборку механизма нужно исключительно в обратном порядке, но перед этим обязательно все детали необходимо смазать. Данная сборка начинается со вставки внутренней обоймы с сепаратором в наружную (здесь не стоит забывать о метках, которые ставились в самом начале). Шарики закладываются попарно. Шарнир нужно обязательно забить смазкой, например, «ШРУС-4», приблизительно 80 — 100 граммов средства на шарнир. Также можно использовать «литол» и другие схожие консистенции.
Помните, экономить на них не стоит, так как работоспособность шруса во многом зависит от количества нанесенной вами на него смазки. Ее, кстати, нужно еще положить в чехол, 40 — 50 граммов. Дальше выбиваем шарнир по шлицам, надеваем пыльник и затягиваем хомут. Только так пыльник хорошо обеспечит герметичность шарнира. Кроме того при смазке постарайтесь вращать шрус, чтобы смазка распределилась равномерно. Ну, а в самом конце сборки специалисты рекомендуют проверить, не будет ли сильного сопротивления при вращении. Если все в порядке, значит, процедура замены шруса прошла успешно.
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.
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:
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.
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:
Неисправность внутреннего ШРУСа проявляется в следующих признаках:
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.
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.
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.
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:
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.
