Для чего нужен? Устройство ШРУСа простое, но этот узел играет одну из ключевых ролей в передаче крутящего момента на колеса, особенно когда машина поворачивает или дорога неровная.
Когда менять? Единого регламента по замене ШРУСа как, например, с воздушными фильтрами, не существует. Узел может прослужить 100 000 км без нареканий, а может развалиться уже через 20 000 км. Ориентиром должны служить признаки износа, а лучше делать своевременную диагностику на станции ТО.
В этой статье:
Назначение и устройство ШРУСа
Аббревиатурой ШРУС принято обозначать шарниры равных угловых скоростей – подвижные детали, входящие в трансмиссию автомобиля и передающие крутящий момент с одного подвижного вала на другой в условиях, когда угол между ними постоянно изменяется. Среди водителей этот узел (благодаря характерной форме) получил название «граната». Специалисты называют его гомокинетическим шарниром.
Назначение и устройство ШРУСа
Устройство ШРУСа автомобиля остается практически неизменным с 1928 года, когда Альфред Рцеппа взялся довести до совершенства узел, разработанный немецким инженером Карлом Вайссом. Приспособление стало широко востребованным благодаря исключительно удачной конструкции. По лицензии его используют многие производители автотранспорта, в том числе и Волжский автомобильный завод, который впервые оснастил шарнирами равных угловых скоростей классическую «Ниву». Без этой детали сложно представить себе современные легковые транспортные средства.
Найти эту деталь просто. У переднеприводных машин данными устройствами оснащены передние полуоси, а у полноприводных с независимым типом подвески – еще и задние. У первых соответственно четыре гомокинетических шарнира, а у вторых – восемь. Однако существуют транспортные средства, у которых стоит по одному на каждой стороне или ШРУСЫ заменяют кардан, передавая крутящий момент на задний редуктор.
Устройство ШРУСа слегка замысловатое и сначала ставит в тупик тех, кто не может понять, зачем было так усложнять. Дело в том, что при повороте управляемых колес относительно коробки переключения передач возникает проблема с передачей вращения, решить которую как раз и были призваны гомокинетические шарниры. На работу этих узлов не влияют неровности дорожного покрытия и положение колес, что придает подвеске и рулевому управлению больше свободы.
Работа ШРУСов схожа с функцией, выполняемой карданами. Однако эти узлы очень сильно отличаются друг от друга. По технологичности и совершенству карданы в корне уступают шарнирам равных угловых скоростей. Последние находятся на ступень выше.
Среди главных различий можно назвать то, что, в отличие от карданов, шарниры равных угловых скоростей выполняют синхронную передачу крутящего момента, когда вращение обоих валов происходит равномерно, и позволяют делать это без особых затруднений под значительными углами – до 70° в случае шариковых шарниров. Попутно происходит снижение нагрузок на узлы трансмиссии и снижение интенсивности паразитных вибраций.
ШРУСЫ в автомобиле:
- выполняют непрерывную передачу крутящего момента;
- обеспечивают возможность работы подвески и рулевого управления;
- снижают уровень паразитных вибраций.
Гомокинетические шарниры могут относиться к разным типам, среди которых наиболее широко распространены шариковые и трипоидные.
Крутящий момент с одного вала на другой передается двумя шарнирами – внутренним и наружным. Первый является частью коробки переключения передач, а второй – ступицы ведущего колеса. Валы в сборе с ШРУСами называются полуосями. Автомобиль оснащается двумя – по одной на каждую сторону (слева и справа).
Устройство внутреннего ШРУСа (чаще всего трипоидного типа) позволяет ему справляться с компенсацией осевых перемещений привода, а внешнего – передавать крутящий момент при повороте полуоси на разные углы.
Основные виды ШРУСов
Гомокинетические шарниры (ШРУСы) бывают наружными, входящими в конструкцию ступиц ведущих колес, и внутренними. Их устройство имеет отличия, обусловленные разным назначением. Первые отвечают за передачу крутящего момента с оси приводных валов на колеса, а вторые – от КПП на приводные валы.
Основные виды ШРУСов
В конструкцию наружных ШРУСов входят:
- сферический корпус, совмещенный с ведомым валом;
- шаровидная обойма, соединенная с ведущим валом;
- шесть шариков, расположенных в обойме;
- сепаратор, удерживающий шарики;
- герметичный пыльник, наполненный консистентной смазкой.
Внутренние ШРУСы включают в себя:
- корпус-стакан с тремя канавками, совмещенный с ведущим валом;
- трехлучевую вилку, помещенную в корпус и надевающуюся на шлицы ведомого вала;
- три ролика, вращающиеся на игольчатых подшипниках;
- герметичный пыльник с консистентной смазкой.
Число продольных полусферических канавок, проходящих по внутренней обойме и корпусу, равно количеству шариков. Когда меняется угол между валами, происходит перемещение последних вдоль канавок без прерывания передачи крутящего момента.
Конструкция ШРУСов может быть различной – это зависит от конкретной модификации, однако принципиально они друг от друга не отличаются. Разберем четыре разновидности гомокинетических шарниров, две из которых в наши дни почти не применяются на автомобилях:
Шариковые
Наибольшее распространение получили шарниры равных угловых скоростей шарикового типа, которые чаще всего используются как наружные. Устройство и принцип работы таких ШРУСов выглядят следующим образом.
Внешний корпус заключает в себе обойму и сепаратор. Шарики, которые перемещаются по канавкам с полукруглым сечением, делают возможной передачу крутящего момента при повороте колеса на угол до 70°. Передача происходит стабильно и равномерно вне зависимости от того, насколько сильно повернуты управляемые колеса автомобиля.
Спаренные карданные
Шарниры этого типа могут называться ШРУСами только с натяжкой. Такими тяжелыми и громоздкими узлами современные автомобили практически не оснащаются. Задумка конструкторов заключается в применении последовательно расположенной пары карданных шарниров, которые должны сглаживать неравномерное вращение друг друга.
Такой узел справляется с передачей вращения на угол не более 20°. Подобное решение применяется в основном на тракторах и спецтехнике.
Трипоидные
ШРУСы этого типа используются на большинстве современных автомобилей как внутренние. В отличие от шариковых, они очень надежны. Однако у этого решения есть и недостатки, главный из которых – малый угол передачи крутящего момента (до 20°). Из преимуществ специалисты выделяют наличие большого свободного осевого хода, обеспечивающего изменение длины осей при движении по неровностям дороги. Эти узлы отличаются долговечностью и способностью сопротивляться большим ударным нагрузкам.
Устройство трипоидного ШРУСа отличается относительной простотой. Конструкция представляет собой трехлучевую вилку с тремя роликами, каждый из которых вращается на игольчатом подшипнике. Сама вилка свободно движется вдоль шлицов благодаря наличию специальных пазов в стакане.
Кулачковые
Кулачковыми (сухариковыми), а также кулачково-дисковыми ШРУСами не оснащают легковые автомобили из-за их технического несовершенства. Такой узел, включающий в себя парные вилки и фасонные диски, способен сопротивляться огромным нагрузкам, но ломается на высоких оборотах. Кроме того, они быстро перегреваются, из-за чего их применяют в основном на грузовом автотранспорте.
ШРУС может выйти из строя, если:
- повреждены защитные чехлы;
- недостаточно консистентной смазки или она в плохом состоянии;
- водитель предпочитает агрессивную манеру вождения;
- изношены сепаратор, внутренняя обойма, шарики или внутренние пазы наружной обоймы шарнира.
Если ШРУС выходит из строя, чаще всего неполадки бывают связаны с повреждением пыльника или ослабленными хомутами, которые приводят к утрате герметичности. Попадающие внутрь чехла влага и твердые частички дорожного покрытия приводят к образованию абразивной смеси, которая быстро разрушает детали этого узла.
Признаки неисправности ШРУСа
Шарниры равных угловых скоростей, которые устанавливаются на современные автомобили, обладают крайне большим эксплуатационным ресурсом, сравнимым со сроком службы самого транспортного средства. Однако порой эти узлы выходят из строя, что приводит к необходимости дорогостоящего и сложного ремонта, а в наиболее тяжелых случаях – замены всей полуоси.
Признаки неисправности ШРУСа
Как правило, ШРУСы выходят из строя из-за того, что автомобиль эксплуатируется с грубыми нарушениями рекомендаций производителя. С заводским браком специалисты сервисных центров почти не встречаются.
Разберем основные причины, которые могут приводить к поломке шарниров равных угловых скоростей:
Нарушение герметичности чехла
Устройство пыльника ШРУСа предусматривает надежную защиту узла от влаги и грязи. Даже незначительное повреждение может привести к тому, что из чехла начнет выдавливаться консистентная смазка, а внутрь – просачиваться вода и попадать твердые частички загрязнений. Результатом может стать коррозия и повреждение деталей абразивом. Если пыльник поврежден, это однозначный сигнал о необходимости посещения сервисного центра.
Рывки и вибрация при движении
При наборе скорости на автомобиле с несправными гомокинетическими шарнирами могут ощущаться небольшие рывки, свидетельствующие о наличии серьезного износа канавок. Если движение сопровождается вибрацией, причина, скорее всего, в поломанном внутреннем трипоидном ШРУСе.
Щелчки
Появление характерных щелчков также может быть признаком неисправности шарниров равных угловых скоростей. Чаще всего такими звуками сопровождается езда с малой скоростью. При разгоне они становятся неразличимыми.
Замена ШРУСа
Комплект для замены, помимо самого шарнира, состоит из пыльника, конусных колец (когда это предусмотрено конструкцией) и смазки. Защитные чехлы могут быть пластиковыми или резиновыми. Для обжимки резиновых пыльников используются ленточные или универсальные хомуты, а пластикового – усиленные (для затяжки необходимо воспользоваться специальным инструментом).
Замена ШРУСа
ШРУС фиксируется на шлицах вала с помощью стопорного кольца. Для снятия агрегата необходимо снять кольцо, приложив усилие с обратной стороны и нанося удары по обойме изнутри. При замене вышедшего из строя шарнира можно бить по его корпусу.
Первым делом необходимо освободить от хомутов старый пыльник и сдвинуть его вглубь, освобождая пространство для работы.
Для снятия необходимо воспользоваться специальным инструментом – фиксатором, приставив его к шарниру равных угловых скоростей и закрутив болт или гайку. После установки съемника его обжимают. Далее следует выполнить сам демонтаж, закручивая болт или гайку и «страгивая» его с вала.
Обжимая пыльник, важно убедиться, что поверхность вала не блестит. Такой блеск появляется при истирании заводского защитного покрытия. При ремонте по методу VAG используют уплотняющую смазку. Если устанавливается пластиковый защитный чехол, пользуются специальным герметиком.
Далее необходимо установить новый ШРУС, выполняя действия в обратной последовательности, надев его на вал и протолкнув внутрь чехол с малым хомутом. При установке резинового пыльника можно аккуратно помогать себе неострой отверткой.
Установленный шарнир заполняем консистентной смазкой, предварительно вкрутив центральный болт и зафиксировав узел в тисках. Нельзя допустить попадания смазывающего вещества на участок наружной поверхности корпуса, контактирующий с пыльником.
Далее переходим к установке колец – пружинящего и пластикового. Первое устанавливается конусом внутрь, а второе – наружу. После закрепления нового шарнира необходимо убедиться, что он соединился со шлицами.
Далее нужно стянуть хомуты, используя специальные щипцы, выполнить сборку подвески, также соблюдая обратную последовательность. Болт или гайка, фиксирующие ШРУС, затягиваются с усилием, рекомендованным производителем.
Часто задаваемые вопросы об устройстве ШРУСа
Чем отличаются друг от друга ШРУС и привод?
Устройство привода и конструкция ШРУСа имеют важные отличия. В первом случае речь идет об узле в сборе, а во втором – исключительно о шарнире. Каждый привод оснащается двумя шарнирами равных угловых скоростей – внутренним и наружным.
Что лучше менять – привод или ШРУС?
Заменой одного шарнира можно решить проблему, если остальные детали установлены недавно и полностью исправны. Если же имеются сомнения в их работоспособности, специалисты рекомендуют прибегнуть к замене всего привода.
По каким признакам можно определить неисправность ШРУСа?
Узнать, какой шарнир неисправен, несложно. Если посторонние звуки возникают, когда автомобиль движется с вывернутыми вправо колесами – можно говорить о поломке правого наружного ШРУСа и наоборот.
Устройство и работа ШРУСов зависят от производителя и конкретной модели автомобиля. Важно понимать, что хотя установка реплики обойдется дешевле, лучше не экономить на качестве запасных частей и установить оригинал. Наружные шарниры можно менять, не демонтируя полуось.
