О чем речь? Если автомобилист не знает, что такое шарнир угловых скоростей, значит, у него пока не было с ним проблем. Эта деталь приводит в движение колеса и помогает управлять ими.
Какие бывают? По сути, это аналог кардана – узла неравных угловых скоростей, но более совершенный. В силу своей подвижности может выходить из строя.
В этой статье:
Что такое шарнир угловых скоростей
Шарнир равных угловых скоростей, или ШРУС, чаще известен водителям под другим названием – граната. А гранаты, как мы знаем, рано или поздно взрываются.
Что такое шарнир угловых скоростей
И такое название данного элемента по-своему обоснованно. Назначение шарнира равных угловых скоростей – обеспечение передачи крутящего момента от мотора колесам на ТС с передним приводом и некоторых полноприводных моделях авто с независимой подвеской. Несмотря на компактные габариты и небольшой вес ШРУС не только передает крутящий момент, но и управляет вращением колес.
Передача крутящего воздействия выполняется между полуосями, установленными под динамически изменяемым углом. С гранатами ШРУС похож не только внешне, но и в определенном смысле по поведению. Поломка этого механизма часто происходит неожиданно и без видимых причин, при отсутствии блокировки межколесного дифференциала такая неисправность приводит к неспособности автомобиля продолжить движение.
Устройство шарнира угловых скоростей
Шарнир равных угловых скоростей работает по схожему принципу с традиционным карданом. Однако в данном случае механизм имеет определенные особенности.
Так, карданный вал обеспечивает несинхронную передачу крутящего момента, то есть два вала вращаются с разной частотой. При этом не удается обеспечить сколь-либо значительный угол скрещивания. ШРУС, в свою очередь, легко справляется с углами поворота до 70 градусов относительно ведущей оси и имеет длительный срок службы.
Устройство шарнира угловых скоростей
Шарниры равных угловых скоростей применяются на переднеприводных ТС и авто с независимой подвеской. Между тем разработкой данного узда инженеры занимались еще в то время, когда ни о тех, ни о других автомобилях еще не было речи, все ТС имели зависимую подвеску и задний привод.
Устройство шарнира равных угловых скоростей может иметь существенные отличия у каждого производителя и модели, поэтому укажем лишь на общий принцип работы. С одного конца приводной вал сочленен со ступичным подшипником, с другого – с дифференциалом. Это обеспечивает передачу вращения от мотора на колеса ведущей оси.
Конструкция наружного ШРУС включает в себя обойму, имеющую канавки, по которым перемещаются шарики, жестко соединяющие друг с другом остальные детали. Этом механизм обеспечивает переход вращения на колеса без потерь под всеми углами. Внутренний ШРУС ограничен в движении и может поворачиваться не более чем на 20 градусов. Обычно этот элемент подвески выглядит как трипоид с валиками на подшипниках, перемещающимися по канавкам в ответном стакане. Он отвечает за целостность вала и нивелирует колебания подвески во время движения авто.
Шарниры угловых скоростей подвергаются высоким нагрузкам в ходе эксплуатации, поэтому им требуется смазка и защита от влияния негативных факторов окружающей среды. Для защиты механизма он закрывается пыльником, который наполнен смазкой и крепится к валу при помощи хомутов. Пыльник напрямую влияет на срок службы ШРУС, поскольку только он и защищает этот механизм от грязи, пыли и атмосферных осадков.
Виды шарниров угловых скоростей
Различают два типа шарниров равных угловых скоростей, которые имеют собственные особенности конструкции и размеры:
- шариковый;
- трипоидный.
Чаще всего на авто устанавливаются шариковые ШРУС. Рассмотрим их конструкцию на примере внешнего шарнира колесного привода. Внешний корпус представляет собой стакан, в котором нарезаны дуговые канавки и установлена обойма, включающая в себя сепаратор с шариками. За счет этих шариков обеспечивается переход вращения от мотора к колесам в широком диапазоне углов – до 70 градусов.
Виды шарниров угловых скоростей
Трипоидный шарнир выполняет иную функцию. Он устанавливается с внутренней стороны в местах сочленения вала со статичными агрегатами – КПП, раздаточной коробкой, редуктором. Максимальный угол, под которым может передаваться крутящий момент в трипоиде, составляет всего 20 градусов, однако он имеет широкий диапазон осевых ходов вала, позволяя изменять длину привода при перемещениях колеса вдоль вертикальной оси.
Конструктивно трипоид проще шарикового механизма. Шарики в нем заменены на вилку с тремя лучами, на каждом из которых имеются валики с игольчатыми подшипниками, перемещающимися по ответным канавкам.
Признаки неисправности шарнира угловых скоростей
О неисправности ШРУС можно судить по нескольким наиболее распространенным признакам. При проявлении любого из них рекомендуется незамедлительно пройти диагностику.
Негерметичность пыльника
Пыльник – наиболее уязвимый элемент любого ШРУС. Он может растрескаться, лопнуть, сломаться и т. д. После этого плотно набитая смазка вытекает наружу, а внутрь механизма попадает мелкая грязь. В результате начинаются процессы коррозии, повреждающие узел.
Если вы обнаружили на внешней стороне пыльника следы смазки или механические повреждения корпуса, то рекомендуется незамедлительно снять крышку, тщательно промыть ШРУС, заменить пыльник и, наполнив его свежей смазкой, установить на место. При своевременном обнаружении неполадки велика вероятность, что сам механизм еще не успел получить повреждений, поэтому наружный осмотр ШРУС необходимо проводить после каждого выезда на бездорожье и во время очередного ТО.
Рывки, щелчки
В начале движения авто могут возникать несильные толчки, на ходу могут появляться щелчки в области подвески. Такие симптомы говорят о закусывании шариков или валиков в канавках наружного ШРУС. Также эти проявления могут вызываться недостатком или высыханием смазки внутри пыльника. Здесь нужно принять те же меры, что и в предыдущем случае. Не стоит игнорировать неисправность, иначе шарнир со временем полностью выйдет из строя, и тогда ремонт обойдется гораздо дороже.
Вибрации
Появление слабых вибрации во время движения, особенно при снижении скорости, указывает на неисправность трипоидного ШРУС. Как правило, в этом случае требуется установка новой детали взамен изношенной.
Хруст
Наиболее тревожный симптом – это хруст ШРУС. Проблема усугубляется, если данные проявления отмечаются не только на виражах, но и при езде по прямой траектории. При выполнении поворота нагрузка возрастает на ШРУС со стороны кузова, противоположной направлению движения авто. Соответственно, при хрусте ШРУС в правом повороте неисправность следует искать в левом шарнире, а при левом вираже – в правом.
В этом случае ремонт ШРУС вряд ли возможен, его придется менять. Однако неизбежность ремонта не означает, что отложить его можно на удобный момент. Эксплуатация авто с неисправными шарнирами равных угловых скоростей способна вызывать серьезные повреждения иных узлов подвески, и тогда ремонт обойдется намного дороже, поскольку потребует замены иных критически важных узлов.
Причины поломки шарниров угловых скоростей
ШРУС при бережной эксплуатации может прослужить без существенного ремонта на протяжении всего срока использования авто. Тем не менее иногда этот узел ломается как по естественным причинам, так и вследствие особенностей езды и невнимательного отношения самого водителя.
Причины поломки шарниров угловых скоростей
Как правило, основная причина неисправности шарнира – это разгерметизация пыльника, приводящая к вытеканию из него смазки и попаданию внутрь механизма посторонних частиц. Они начинают работать как абразив, оказывающий воздействие на подвижные элементы ШРУС. В результате они со временем стираются, в узле появляется хруст, при продолжении эксплуатации авто без техобслуживания колеса может полностью заклинить, ролики подшипников начнут выпадать из канавок.
Также следует обратить внимание на особенности стиля вождения. Настоятельно рекомендуется избегать постоянных резких стартов, особенно с повернутыми в сторону колесами, отказаться от привычки тормозить за счет трансмиссии. Все это приводит к огромным нагрузкам на шарниры и их преждевременному выходу из строя.
Также к неисправностям может приводить форсирование мощности автомобиля без учета влияния такого тюнинга на работу иных систем. Установленные на заводе шарниры равных угловых скоростей далеко не всегда способны справиться с дополнительной нагрузкой, вызванной увеличением крутящего момента.
Последствия выхода из строя шарниров угловых скоростей
Ремонт карданных шарниров равных угловых скоростей можно выполнить далеко не всегда. Даже простое повреждение пыльника часто приводит к необходимости замены всего узла в сборе. Процедура длительная и недешевая, так что еще раз обращаем внимание на необходимость своевременного проведения технического обслуживания авто.
В отдельных тяжелых случаях проблема усугубляется тем, что при неисправности трипоида игольчатые подшипники могут выпадать и проникать в картер КПП. Оказавшись в масле, они поднимаются вверх и перемалываются шестернями. Такие проблемы могут увеличить стоимость ремонта до суммы, сопоставимой со стоимостью нового автомобиля.
Неисправные ШРУС также может заклинивать, что вызывает повреждение полуоси. Если такая неисправность возникает во время дорожного движения, то риск серьезной аварии резко возрастает.
Часто задаваемые вопросы о шарнирах угловых скоростей
В чем разница между шарниром равных угловых скоростей и карданной передачей?
Карданный шарнир неравных угловых скоростей не может обеспечить движение обоих колес с одинаковой скоростью при передаче им крутящего момента от мотора. ШРУС, в свою очередь, способен синхронизировать скорость вращения обоих колес передней оси на переднеприводных авто и ТС с независимой подвеской.
Обязательно ли при замене одного ШРУС менять и второй?
При появлении симптомов мелких неисправностей можно попробовать очистить или заменить пыльник ШРУС и поменять их местами, если на одну из сторон кузова оказывается повышенная нагрузка. При более серьезных поломках (щелчках, хрусте) лучше не рисковать и менять оба шарнира одновременно.
Можно ли ставить правый ШРУС вместо левого и наоборот?
ШРУС не может быть левым или правым по определению, он может быть наружным либо внутренним. А вот привод, включающий в себя вал, а также внешний и внутренний ШРУС, может быть левым или правым. КПП смещена в сторону, и левый привод имеет меньшую длину, соответственно, поставить его на место правого не получится.
Можно ли ставить правый ШРУС вместо левого и наоборот?
ШРУС является важным элементом подвески, поэтому необходимо не реже чем раз в 5 000 километров проверять состояние пыльников и менять их при обнаружении дефектов. Если же при движении авто слышатся щелчки, то диагностика и ремонт неизбежны.
