Что такое ШРУС в автомобиле: виды шарниров, их принцип работы, неисправности

Сломался. почему?

В идеальном мире ШРУС должен жить на протяжении всего срока жизни вашего автомобиля, однако идеальный мир существует только на бумаге и узел может сломаться в любой момент, причём не всегда в этом виноват износ. Зачастую сами водители «помогают» узлу выйти из строя.

Основной причиной поломки является повреждение пыльника. Резина со временем покрывается трещинами, а реагенты в зимнее время могут и разъесть сам пыльник. Результатом этого становится попадание грязи, которая, при контакте с подвижными соединениями, становится абразивом. Рано или поздно ШРУС будет изнашиваться и заклинивать, а ещё могут выпасть ролики из подшипников.

Другая причина – неадекватное вождение или желание влезть в конструкцию машины. Помните о том, что резкие старты с пробуксовками чреваты печальными последствиями для ШРУСа. Старты с вывернутыми колёсами, управляемые заносы на переднем приводе – все это может стать причиной поломки.

Не стоит забывать и о любителях «полутюнинга», при котором все деньги вкладываются только в мотор, а про ходовую часть забывают –получается, что узел рассчитанный на определённые нагрузки, вынужден получать больше – так, вполне вероятно, он сломается.

Виды шарнирных соединений

Существует несколько видов шарниров. Классификация этого механического элемента может производиться по числу объединенных конструктивных элементов:

  • Простой. Объединяет один или два элемента.
  • Сложный. Объединяет три и боле элементов.

Также шарниры могут быть подвижными и неподвижными:

  • Неподвижный. Точка крепления неподвижна. Вокруг оси осуществляется поворот стержня.
  • Подвижный. Вращается как ось, так и точка крепления.

Но самая большая классификация этих механических элементов заключается в способах смещения конструктивных элементов. Такая классификация делит их на шарниры:

  • Цилиндрический. Движение двух элементов происходит относительно общей оси.
  • Шаровый. Движение происходит вокруг общей точки.
  • Кардан. В такой сложный механизм входят несколько элементов. На общей крестовине размещаются несколько шарниров. Которые, в свою очередь, соединены с другими элементами механизма.
  • ШРУС. Сложный механизм, которая способствует передаче тяги и осуществляет поворотные движения.
  • Жесткий. Часто использующимся в современных механизмах. Он обладает конструкцией полукарданного типа. Элементы шарнира находятся под разным углом. Передача крутящего момента происходит с помощью деформации звена. Для этого, его изготавливают из прочной резины. Материал, обладающий амортизирующими свойствами, дает возможность работы такой всей конструкции.

Где применимо шарнирное соединение

Применить на практике соединение шарнирное возможно в соответствии с его степенью свободы. Сложный шарнир может иметь в узле до шести степеней свободы. Три степени приходятся на перемещение, а три на поворот. Чем больше степеней свободы, тем интереснее шарнир для процесса моделирования.

Простой цилиндрический шарнир распространен в бытовом и промышленном машиностроении: все виды дверных соединений, элементы сантехники (поворотные смесители), инструмент типа пассатижи, ножницы, любой, где смещаются плоские части и др.

Сферический (шаровой) шарнир используют в автомобилестроении в ходовом механизме, в пультах дистанционного управления, в машиностроении и робототехнике.

А еще интересно:  КамАЗ-6350 8х8, Технические Характеристики Автомобиля

Кардан (шарнир Гука) в передаче вращательного движения от двигателя к заднему приводу автомобиля, от вала отбора мощности к навесному оборудованию в спецтехнике, везде, где передача идет между валами, расположенными под углом.

Подвижные шарнирные соединения типа ШРУС установлены в переднеприводных автомобилях.

Где применимо шарнирное соединение?

Сфера применения таких конструкций зависит от их вида. На практике применение того или иного шарнира зависит от степени свободы (количества независимых параметров). Системы сложного типа имеют три таких параметра на поворот и три на перемещение. Чем больше у шарнира этот показатель, тем он имеет больше возможностей в использовании.

Использование шрус в карданных передачах

Во время движения автомобиля карданный вал неизбежно отклоняется от оси вращения по вертикали, что приводит к увеличению нагрузок на этот узел. Карданные шарниры на базе крестовин выдерживают такое отклонение под углом 30‒36 градусов. При превышении величины этого угла крестовину может заклинить. Кроме того, отклонение от оси вращения под критическими углами приводит к быстрому износу крестовины.

Решением этой проблемы стали карданные шарниры на базе ШРУС. У них величина критических углов отклонения от оси вращения вдвое выше, чем у крестовин. Эта характеристика особенно важна для внедорожников и автомобилей с высоким клиренсом. Карданами с ШРУС свои автомобили комплектуют почти все производители.

В сложных и тяжёлых условиях эксплуатации надёжность карданов с ШРУС существенно выше, чем карданных передач с крестовинами. Самой уязвимой их частью является защита ШРУС от грязи и пыли, поэтому нужно регулярно проверять состояние пыльников и при необходимости незамедлительно их менять.

Напомним, что современные автомобили комплектуются необслуживаемыми карданными валами на неразборных соединениях. Это проблема для владельцев автомобилей с истекшим сроком гарантии, а также в ситуациях, когда поломка кардана не признана гарантийным случаем. При таких обстоятельствах ремонт карданных валов в официальном автосервисе обойдётся вам очень дорого.

Как функционирует «граната»

Многие автомобилисты отмечают, что ШРУС напоминает карданный вал (который относится к самым сложным узлам), проработанный до совершенства. Он справляется с углами поворота до 70° без каких-либо проблем. Что касается карданной передачи, то она может передавать крутящий момент асинхронно, но угол скрещивания существенно затрудняется.

Несмотря на длинную историю, ШРУС начали массово устанавливать благодаря переднеприводным транспортным средствам и независимой подвеске. Его строение может немного отличаться с учётом особенностей той или иной техники, но принцип работы всегда одинаков: крутящий момент передаётся от мотора к колёсам, поскольку одна часть вала соединяется со ступичным подшипником, а вторая — с деталью трансмиссии, распределяющей крутящий момент между приводными валами (дифференциалом).

Как правило, наружный ШРУС передаёт крутящий момент под разными углами без промедления. Его обойма и корпус оснащаются специальными ложбинками, предназначенными для перекатывания шариков. Последние обеспечивают жёсткое соединение составным элементам.

Внутренняя часть ШРУСа особой подвижностью не отличается, поэтому её возможности ограничиваются 20 градусами. Мы говорим о трипоидном шарнире с роликами на подшипниках, которые тоже перекатываются по ложбинкам, но уже в ответном стакане. Данная деталь очень важна, так как отвечает за целостность вала и сглаживает колебания подвески.

Учитывая, что шарнир испытывает внушительные нагрузки, за ним нужно хорошо ухаживать: своевременно смазывать, изолировать от негативного воздействия пыли, влаги, температурных перепадов. Пыльник, предварительно наполненный смазочным составом, следует фиксировать на валах хомутами из металла, поскольку они более надёжные.

А еще интересно:  AUTO.RIA – 10 відгуків про Даді авто Шатл від власників: плюси та мінуси Dadi Shuttle

Карданная передача с полукарданным упругим шарниром

Упругий полукарданный шарнир способствует передаче крутящего момента между валами, расположенными под небольшим углом. Происходит это, благодаря деформации упругого звена.

В качестве примера можно привести упругую муфту Гуибо. Это шестигранный сжатый упругий элемент. К нему крепятся фланцы ведущего и ведомого валов и передается крутящий момент.

Карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей

Данный тип передачи можно обнаружить на автомобилях с задним приводом или полноприводных авто. Устройство такой передачи следующее: на карданных валах расположены шарниры неравных угловых скоростей. На концах передачи имеются соединительные элементы.

Шарнир объединяет пару вилок, крестовину и фиксирующие устройства. В проушинах вилок установлены игольчатые подшипники, в которых вращается крестовина.

Копипаста:

На тщательно обработанных пальцах крестовины 3 установлены стальные стаканы 13 с игольчатыми подшипниками 12. Иглы подшипника с внутреннего конца опираются на опорную шайбу 11. Стакан уплотнен на крестовине резиновым сальником 10, установленным в металлическом корпусе 9, который надет на крестовину. Крестовина со стаканами закреплена в ушках вилок 2 и 4 стопорными кольцами или пластинками 6 с винтами. Подшипники крестовины смазываются через центральную масленку 7, от которой масло к подшипникам подходит по каналам в крестовине. Для устранения излишнего давления масла в крестовину завернут на резьбе корпус с предохранительным клапаном 8.

Подшипники нельзя отремонтировать или обслужить. Масло в них заливается при установке.

Особенностью шарнира является то, что он передает неравный крутящий момент. Дополнительный вал периодически обгоняет и отстает от основного вала. Для компенсации этого недостатка в передаче используется несколько шарниров. Вилки противоположных шарниров располагают в одной плоскости.

В зависимости от того, на какое расстояние необходимо передать крутящий момент, в карданной передача используют один или два вала. При числе валов, равном двух, один из них называется промежуточным, второй — задним. Для фиксации валов устанавливается промежуточная опора, крепящаяся к кузову авто.

С другими элементами автомобиля карданная передача соединяется при помощи фланцев, муфт  и других соединительных элементов.

Можно с уверенностью говорить, что шарниры неравных угловых скоростей имеют малую надежность и относительно небольшой срок службы. В современных условиях используют карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей.

Немного истории

За появление механизма, ставшего прародителем современного шарикового ШРУСа, мы должны благодарить талантливого инженера А. Рцеппа. Именно он запатентовал данное устройство на заре минувшего столетия, встав на одну ступень с французским конструктором Ж. Грегуаром.

Последний примерно в то же время оформил патент на синхронный шарнир «Тракта» сухарикового типа, который быстро нашёл применение в грузовых машинах. В 60-х годах изобретение Рцеппа претерпело некоторые изменения благодаря японским инженерам. И, надо сказать, результат их работы впечатляет.

Последствия

В большинстве современных автомобилей безболезненно заменить этот узел возможно с трудом, даже если вы повредили только пыльник. Будьте готовы заменить сразу приводной вал. Но, как вы понимаете, это не слишком гуманно. Конечно, гаражные мастера и некоторые «клубные» сервисы могут заменить эти детали и отдельно, но официально будьте готовы к подобному исходу.

А еще интересно:  Wish ты какой!

Довольно часто «уставший» ШРУС просто клинит, и, следом за этим, у вас ломается полуось, а дальше вы сможете ехать только на эвакуаторе. Хорошо, если остановитесь не в левом ряду на автомагистрали или на перекрёстке… Впрочем, не стоит драматизировать.

Во избежание неприятностей в пути и лишних финансовых трат рекомендуется хотя бы раз в пять тысяч километров осматривать пыльники внутренних и внешних ШРУСов. При малейшем подозрении на негерметичность узлов нужно тщательно отмыть от загрязнений шарниры и заменить пыльники на новые, попутно обновив смазку.

Смазки, применяемые для шарнирных соединений

  • На основе лития. Надежные густые смазки, обладающие высокими консервационными характеристиками. Снижают нагрузки на узловые соединения до десяти раз. Нейтрализуют пыль и совместимы практически со всеми полимерными материалами для пыльников. Недостаток – имеют невысокую антикоррозионную защиту и разрушают некоторые пластики.
  • На основе дисульфид молибдена. Смазки продолжительной службы до ста тысяч пробега. Отличные смазочные и антикоррозионные характеристики. Не разрушают пластики. Недостаток – при попадании влаги смазка утрачивает свои свойства.
  • На основе бария. Хорошие смазки, обладающие достоинствами литиевых и дисульфид молибденовых. Также они не боятся влаги. Недостаток – разрушение при низких температурах и высокая цена.

Шрус: устройство и виды

ШРУС — аббревиатура, означающая «шарнир равных угловых скоростей». Им оснащается негабаритная техника с FWD, но иногда «гранату» можно увидеть в ТС с полным приводом. Главная функция устройства — передача крутящего момента от двигателя к ведущим колёсам, что даёт возможность без труда управлять машиной, несмотря на компактность и небольшой вес шарнира.

Передаётся вращающий момент под углом, который постоянно изменяется. Интересным наименованием «граната» ШРУС обзавёлся благодаря сходству с настоящим снарядом. Впрочем, его поломка для машины тоже ничем хорошим не оборачивается: если блокировки отсутствуют, техника моментально обездвиживается.

По типу строения рассматриваемые устройства принято разделять на четыре вида:

  • трипоидные — применяются в легковушках и малогабаритных грузовиках;
  • шариковые — передают крутящий момент в легковых машинах с передним приводом;
  • спаренные карданные — работают в тракторах, внедорожниках, грузовых ТС;
  • кулачковые — предназначаются для грузовиков с внушительной грузоподъёмностью.

Заключение

Стоит отметить, что чаще всего под карданной передачей понимают, конечно, кардан заднеприводного автомобиля. Что касается карданом со ШРУСами в переднеприводных авто – это, скорее, удачное применение разработки для внедорожников и заднеприводных машин. С этим мнением можно поспорить, но оно широко распространено в массах.

Как уже отмечено выше, такое изобретение, как карданная передача, сложно переоценить. Без него бы удовольствие от управления авто было бы не таким большим. А вероятнее, современные машины без кардной передачи вообще бы не могли передвигаться.

1 ЗвездаНельзя так писать о НивеНа троечкуНива хороша!Нива лучше всех! (Пока оценок нет)
Загрузка...
Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *