Содержание
Основания шруса
Многие автомобили, которые используют ШРУСы, имеют их, по крайней мере, два: один внутри около коробки передач и другой снаружи позади ступицы колеса. Ось соединяет их. Внутренний ШРУС – это обычно простой «трипод», позволяющий подвеске двигаться вверх-вниз.
Возможно, вам будет интересно:
ШРУС
Гост р 52924-2008 автомобильные транспортные средства. шарниры равных угловых скоростей. общие технические требования и методы испытаний от 05 июня 2008 —
ГОСТ Р 52924-2008
Группа Д25
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ОКС 43.040.50
ОКП 45 0000
Дата введения 2009-01-01
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт» (ФГУП «НАМИ»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 56 «Дорожный транспорт»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 июня 2008 г. N 117-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомления и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Настоящий стандарт распространяется на шарниры равных угловых скоростей (далее — шарниры) для трансмиссий автомобильных транспортных средств (далее — АТС) и устанавливает типы и основные параметры шарниров, технические требования к ним и методы испытаний.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.051-81 Государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм
ГОСТ 9.014-78 Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования
ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3.1 Типы и основные параметры шарниров должны соответствовать требованиям, приведенным на рисунках 1-6 и в таблицах 1, 2.
Рисунок 1
Рисунок 2
Рисунок 3
Рисунок 4
Рисунок 5
Рисунок 6
Таблица 1 — Шарниры, применяемые в приводе колес жестких ведущих мостов полноприводных автомобилей
Таблица 2 — Шарниры, применяемые в приводе колес шарнирных ведущих мостов
3.2 К основным параметрам шарниров относятся:
— крутящий момент, соответствующий пределу прочности шарнира;
— максимальный угол в шарнире;
— максимальный диаметр вращения шарнира (при нулевом значении угла в шарнире) — в жестких ведущих мостах; наружный диаметр шарнира по корпусу — в шарнирных ведущих мостах;
— минимальный диаметр вала.
4.1 Шарниры изготавливают в соответствии с конструкторской документацией (далее — КД), разработанной с учетом требований настоящего стандарта и других действующих стандартов, регламентирующих параметры шлицевых соединений и элементов подшипниковых узлов (шариков, роликов).
Комплектность поставки шарниров устанавливают в сопроводительных документах на поставку.
4.2 Детали шарниров изготавливают из конструкционных сталей, обеспечивающих повышенную твердость поверхностного слоя.
4.3 Твердость контактирующих рабочих поверхностей деталей шарниров после окончательной обработки должна быть не менее 58 
, твердость поверхности шлиц хвостовиков шарниров и валов — не менее 50 
.
4.4 Эффективная глубина закаленного поверхностного слоя на контактирующих рабочих поверхностях деталей шарниров после окончательной обработки должна быть не менее 0,8 мм.
4.5 Шероховатость поверхностей трения в зоне контакта в продольном направлении должна быть не более значений 0,8 — для жестких шарниров и 1,6 — для универсальных шарниров.
4.6 Разноразмерность тел качения (шариков, роликов) в шарнирах должна быть не более 5 мкм.
4.7 В шарнирах жесткого типа не допускаются осевые зазоры, а в универсальных — окружные зазоры.
4.8 Максимальные углы в шарнирах должны быть не менее, а максимальные диаметры вращения шарниров в жестких ведущих мостах и максимальные диаметры корпусов шарниров в шарнирных ведущих мостах — не более значений, приведенных в таблицах 1 и 2.
4.9 Для смазывания шарниров применяют консистентную смазку, не требующую замены в течение всего срока службы изделия.
4.10 Конструкция шарниров должна обеспечивать отсутствие утечки смазки и попадания пыли и влаги в полость трения.
4.11 Статическую прочность шарниров оценивают по результатам испытаний при приложении крутящих моментов, указанных в таблицах 1 и 2.
4.12 Шарниры должны быть испытаны на циклическую прочность. Такие испытания проводят при новом проектировании, при внесении изменений в конструкцию шарниров и технологический процесс их изготовления.
5.1 Для проверки шарниров на соответствие требованиям настоящего стандарта они должны быть приняты службой технического контроля (далее — СТК) согласно технологическому процессу и подвергнуты периодическим испытаниям.
5.2 Объем и методы приемки шарниров СТК должны быть установлены в технической документации (далее — ТД). Положительные результаты приемки удостоверяют клеймом СТК.
5.3 Периодическим испытаниям на соответствие требованиям настоящего стандарта подвергают не менее трех шарниров не реже одного раза в год в следующем объеме.
5.3.1 Внешним осмотром проверяют правильность сборки и комплектность поставки.
5.3.2 Контроль линейных и угловых размеров осуществляют путем измерений с предельно допустимыми погрешностями, установленными ГОСТ 8.051.
5.3.3 Контроль твердости поверхностного слоя и его толщины проводят по [1]-[5].
5.3.4 Шероховатость поверхностей определяют с помощью профилометра по ГОСТ 2789.
5.3.5 Плавность работы шарнира оценивают моментом сопротивления угловому перемещению с точностью 2,5% от максимального значения.
5.3.6 Контроль осевого зазора в жестких шарнирах и окружного зазора в универсальных шарнирах проводят при отсутствии в шарнирах смазки.
5.3.7 Герметичность шарнира оценивают на специальном стенде путем вращения при максимальном угле между его ведущим и ведомым звеньями. Выброс смазки и вакуумирование чехлов не допускается.
5.3.8 Статическую прочность шарниров проверяют на крутильной машине при приложении крутящего момента в соответствии с 4.11 с точностью 2,5% от его значения. Угол в шарнире при испытаниях должен составлять (10±0,5) град.
Износ внешнего шруса
Внешние ШРУСы показывают те же симптомы, но с одним исключением. Внешний ШРУС обеспечивает рулевое управление и будет издавать хлопки и треск при повороте колеса. Это оказывает более сильное боковое давление на ШРУС и выбивает его компоненты из их привычного положения, а также способствуют заклиниванию. Аналогично себя ведут и внутренние ШРУСы, но намного реже, чем внешние.
Износ внутреннего шруса
ШРУСы состоят из узких внутренних интервалов, обычно таких близких, что только смазка может попасть в них. Если ШРУС изнашивается, тогда расстояния увеличиваются и позволят колесу и трансмиссии вращаться на разных скоростях.
При объединении двух этих элементов один ударяется о другой и усиливает давление на него.
Внутренний ШРУС демонстрирует стандартный набор симптомов при изнашивании: постукивание и глухой звук ударов при нажатии тормозов или педали газа. В более экстремальных случаях он может шлепать при езде по неровности. Это означает, что ШРУС полностью сломан.
Как устроен шрус
На большинстве легковых автомобилей используют шарнир типа «Рцеппа» (иногда его называют «шестишариковый»), состоящий из внутренней и наружной обоймы с канавками, сепаратора и шести шариков. Эта конструкция хорошо работает даже на высоких оборотах и максимально вывернутых колесах.
Еще один вид, который получил распространение на некоторых японских моделях, называется «Трипод». В корпусе трипода неподвижно закреплена трехлучевая звезда, на которой установлены сферические ролики. Вращение на шарнир поступает через вставленную в корпус вилку со сферическими каналами для роликов.
Контрольные вопросы
- 1. Расскажите о назначении карданной передачи.
- 2. Перечислите детали, входящие в состав жесткого карданного шарнира неравных угловых скоростей. Почему в карданной передаче на одном валу устанавливается два таких шарнира?
- 3. На основе какого принципа в шарнирах равных угловых скоростей обеспечивается синхронность вращения валов?
- 4. Опишите устройство одного из известных вам шарниров равных угловых скоростей.
Кулачковые шарниры равных угловых скоростей
На автомобилях средней и большой грузоподъемности марок «КамАЗ», «Урал», «КрАЗ» карданные передачи в приводе передних колес работают под большим крутящим моментом. Шариковые шарниры не могут передавать больших крутящих моментов из-за возникновения значительных контактных напряжений и ограничения по удельному давлению шариков на канавки.
Кулачковый карданный шарнир равных угловых скоростей (рис. 1, г) состоит из двух вилок 18 и 20, которые вставлены в кулаки 2 и 5 с пазами; в эти пазы входит диск 19.
При передаче крутящего момента и вращения от ведущего вала 17 на ведомый вал при повернутом колесе каждый из кулаков 2 и 5 поворачивается одновременно относительно оси паза вилки в горизонтальной плоскости и относительно диска 19 в вертикальной плоскости.
Оси пазов вилок лежат в одной плоскости, которая проходит через среднюю плоскость диска. Эти оси расположены на равных расстояниях от точки пересечения осей валов и всегда перпендикулярны осям валов, поэтому точка их пересечения всегда располагается в биссекторной плоскости.
Такой карданный шарнир требует повышенного внимания к смазыванию, так как для его деталей характерно трение скольжения, вызывающее значительный нагрев и изнашивание трущихся поверхностей. Трение скольжения между контактирующими поверхностями приводит к тому, что кулачковый шарнир имеет самый низкий КПД из всех шарниров равных угловых скоростей. Однако он способен передавать значительный крутящий момент.
Еще один тип кулачкового шарнира равных угловых скоростей — шарнир «Тракта» (на рисунке), состоящий из четырех штампованных деталей: двух втулок и двух фасонных кулаков, трущиеся поверхности которых подвергаются шлифованию.
Если разделить по оси симметрии кулачковый карданный шарнир, то каждая часть будет представлять собой карданный шарнир неравных угловых скоростей с фиксированными осями качания. В такой конструкции тоже возникают значительные силы трения скольжения, снижающие КПД шарнира.
***
Неисправности и диагностика шрус
Во время езды из-под колес вылетают мелкие камни, которые могут пробить пыльник ШРУС. Когда такое происходит, в смазку начинает попадать пыль и грязь. В результате смазка превращается в абразивное вещество, которое разрушает шарики, ролики и другие внутренние части шарнира, приводя к его поломке.
Из-за попадания грязи в смазку, при движении на высокой скорости трущиеся детали шарнира нагреваются до сотен градусов. Такая температура меняет свойства смазки, приводя к ее высыханию. Работа шарнира с высохшей смазкой приводит к сильному износу деталей и через 3 – 5 тысяч километров наступает критическое повреждение, после которого шарнир невозможно отремонтировать и его приходится менять.
Диагностику ШРУС можно разделить на два этапа. Первый выполняют каждые 3 – 5 тысяч километров. Если приходится ездить по бездорожью или грунтовым дорогам, то каждую 1000 километров. Для такой диагностики необходимо заехать на яму или эстакаду, или поднять автомобиль на подъемнике.
Подняв перед или зад автомобиля, внимательно осмотрите пыльники наружных и внутренних гранат. Проворачивайте колеса, чтобы осмотреть пыльник со всех сторон. При обнаружении трещин, пробоин или разрывов пыльника, необходимо снимать приводной вал, чтобы поменять пыльники и проверить состояние смазки и деталей шарнира.
Второй этап диагностики проводят, если возникли подозрения на повреждение ШРУС – хруст или щелканье при движении с полностью вывернутым в любую сторону рулем. Приводной вал снимают с автомобиля, чтобы проверить состояние деталей ШРУС. О том, как это сделать, читайте в статье (Приводной вал). Эта процедура одинакова как на российских автомобилях семейства ВАЗ, так и на большинстве иномарок.
Сняв вал, поворачивайте шарнир в разные стороны, затем попробуйте сложить с углом 30 – 40 градусов и вращать его, держа одной рукой за трубу, другой за ведомый вал наружного или ведущий вал внутреннего ШРУС. Исправный шарнир вращается легко, без щелчков и заеданий.
Держите приводной вал одной рукой, а другой легонько пытайтесь провернуть ведомый или ведущий вал ШРУС. Даже небольшой люфт говорит о необходимости замены шарнира. Снимите пыльник со ШРУС и осмотрите смазку. Если в ней есть кусочки песка или грязи, смазку необходимо менять.
Если внешне смазка выглядит чистой, двумя пальцами возьмите немного смазки рядом с шариком или роликом. Разотрите смазку между пальцами. Чистая смазка легко разотрется, сделав пальцы гладкими, поэтому вы легко почувствуете даже небольшое загрязнение.
Окончательная поломка
Эксплуатация машины с неисправным ШРУСом приведет к окончательной поломке оси. Удары на ранних стадиях неисправности в результате приведут к поломке ШРУСа, скрепленного резиновым пыльником. Он, в свою очередь, удержит его какое-то время, но многие автомобильные дифференциалы будут направлять энергию скорее через подвижный ШРУС, чем через одну или другую сторону.
Обращайтесь к специалистам техцентров Shell Москва, т.к. они знают об автомобилях всё!
Поиск и устранение неисправностей внешних шрусов
Внутреннее поворотное колесо (левое при повороте левым, правое – правым) поворачивается под более острым углом, чем внешнее, что оказывает большее давление на ШРУС.
Если стук усиливается при повороте налево, значит, ШРУС неисправен слева. При проверке ШРУСов езжайте медленно по кругу, в противном случае все закончится тем, что вы перенесете вес машины на другой ШРУС и помешаете диагностике.
Привод передних колес автомобиля ваз-2110
Привод передних колес автомобиля ВАЗ-2110 (рис. 3) состоит из вала 3 и двух карданных шарниров 1 и 4 равных угловых скоростей. Вал 3 привода правого колеса выполнен из трубы, а левого колеса – из прутка.
Кроме того, валы имеют разную длину. На вал надевается защитный чехол 6, а затем шарнир в собранном виде со смазочным материалом фиксируется от осевого перемещения стопорным кольцом 5. Защитные чехлы крепятся хомутами 2.
Внутренний шарнир (внутренняя «граната) 1, который вязан с дифференциалом, является универсальным, т. е. кроме обеспечения равномерного вращения валов под изменяющимся углом он позволяет увеличивать общую длину привода, что необходимо для перемещения передней подвески и силового агрегата.
***
Разработка технологического процесса снятия, установки, регулировки шарнира равных угловых скоростей автомобиля ваз-2114
Шарнир равных угловых скоростей (сокращённо ШРУС, на автомобильном сленге — «граната») обеспечивает передачу крутящего момента при углах поворота до 70 градусов относительно оси. ШРУСы изредка называют «гомокинетическими шарнирами» (от др.-греч. ?мьт — «равный, одинаковый» и кЯнзуйт — «движение», «скорость»).
Используется в системах привода управляемых колёс легковых автомобилей с независимой подвеской и, реже, задних колёс и в передних мостах внедорожников.
Первые попытки реализовать передний привод осуществлялись при помощи обычных карданных шарниров. Однако, если колесо перемещается в вертикальной плоскости и одновременно является поворотным, наружному шарниру полуоси приходится работать в исключительно тяжелых условиях — с углами 30—35°. А уже при углах больших 10—12° в карданной передаче резко увеличиваются потери мощности, к тому же вращение передаётся неравномерно, растёт износ шарнира, быстро изнашиваются шины, а шестерни и валы трансмиссии начинают работать с большими перегрузками. Поэтому потребовался особый шарнир — шарнир равных угловых скоростей — лишённый таких недостатков, передающий вращение равномерно вне зависимости от угла между соединяемыми валами.
Типы шарниров равных угловых скоростей
Существуют различные конструкции ШРУСов. Различают обычно:
Шариковые («Бендикс-Вейс», «Рцеппа», «Бирфильд») — наиболее распространены сегодня, первые варианты были разработаны в 1920-е годы;
- · Триподные (типа «Tripod») — допускают бомльшие осевые перемещения, но при этом — нелинейное изменение скорости при вращении под углом; часто используются как внутренние (то есть — устанавливаются со стороны привода, а не колеса).
- · Сухариковые или кулачковые — были разработаны французом Грегуаром и запатентованы как «Тракта» в начале 1920-х, в наше время применяются в основном на грузовиках;
Рис. 1 Спаренный кардан
· Спаренные карданные — представляют собой состыкованные друг с другом два карданных шарнира, которые взаимно компенсируют неравномерность вращения друг друга; применялись редко, например, на ряде американских автомобилей 1920-х годов, вроде Miller 91 или Cord L29, а также французских «Панарах» пятидесятых-шестидесятых годов. В конце 20 века устанавливались на карданные валы американских внедорожников (пример Jeep). В настоящее время применяются на грузовиках, тракторах, строительной технике.
Наиболее распространённый сегодня шариковый ШРУС состоит из шести шариков, внешнего и внутреннего колец с прорезями под шарики, которые соединяются с приводным валом шлицевым соединением, и сепаратора, удерживающего шарики.
Рис. 2 3D изображение ШРУСа типа «Рцеппа»
Из-за высоких удельных нагрузок данный тип шарнира требует специальной смазки (пластичной, с содержанием присадок) и крайне чувствителен к загрязнению и попаданию воды. При больших углах поворота максимальный передаваемый шарниром крутящий момент (допустимая нагрузка) меньше (чем при малых углах поворота), поэтому при эксплуатации рекомендуется избегать больших нагрузок при «вывернутых колёсах».Кроме производителей оригинальных ШРУСов существует несколько международных производителей, специализирующихся на вторичном рынке автозапчастей, например:
- · Delphi Corporation
- · Dana Automotive
- · GKN
- · Wulf Gaertner Autoparts AG Kaihatsu Japan Co. Ltd.
- · Hola Auto Parts
Рис. 3 Схема ШРУСа: щ1, щ2 — угловые скорости валов 1 и 2 соответственно; б, в — угол шарнира; О — точка контакта рычагов валов 1 и 2; r1, r2 — радиусы вращения рычагов вала 1 и вала 2 соответственно; OO’ — биссектриса угла ?
Передние ведущие колеса полноприводных и переднеприводных автомобилей являются также и управляемыми, т. е. должны поворачиваться, что требует использования между колесом и полуосью шарнирного соединения. Карданные шарниры неравных угловых скоростей передают вращение циклически и работают при небольших значениях углов между валами, что делает в этом случае их применение проблематичным. В этих условиях нашли применение синхронные шаровые сочленения, называемые шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС).
В переднеприводном автомобиле обычно используются два внутренних таких шарнира (связаны с коробкой передач) и два внешних (крепятся к колесам). Устройство этих шарниров можно представить так: в каждом шарнире имеются две главные детали — корпус и обойма, одна в другой.
В этих деталях выполнены канавки с шариками, которые, по сути дела, жестко соединяют обе сферические детали, через них и передается вращение от двигателя к колесу. В то же время, двигаясь в канавках, шарики позволяют одной сферической детали поворачиваться относительно другой и при этом осуществлять поворот колеса
При всем многообразии конструктивных решений, в шарнирах равных угловых скоростей должен выдерживаться единый принцип: точки контакта, через которые передаются окружные силы, должны находиться в плоскости, проходящей через биссектрису угла между валами (в биссекторной плоскости).
Cдвоенный карданный шарнир
Это условие можно обеспечить различными способами. Простейшее решение — объединить два обычных карданных шарнира неравных угловых скоростей так, чтобы ведомая вилка одного служила ведущей вилкой другого. Такая конструкция получила название сдвоенного карданного шарнира.
Первые конструкции сдвоенных шарниров в 20-х гг. прошлого века были довольно громоздки, не оставляли в ступице переднего колеса места для тормозного механизма, который приходилось перемещать к картеру главной передачи. Однако со временем сдвоенные карданные шарниры совершенствовались, становились более компактными и продержались на легковых автомобилях до 60-х гг. Для сдвоенных шарниров на игольчатых подшипниках характерен усиленный износ этих подшипников и шипов крестовины, так как благодаря преимущественно прямолинейному движению автомобиля иглы подшипников не перекатываются, вследствие чего поверхности деталей, с которыми они соприкасаются, подвержены бринеллированию, а сами иглы иногда сплющиваются.
Кулачковые карданные шарниры
Рис. 4 Кулачковые карданные шарниры: а — шарнир «Тракта», б — дисковый
В 1925 г. на переднеприводных автомобилях появляется шарнир «Тракта» (позиция «а» на рисунке), состоящий из четырех штампованных деталей: двух втулок и двух фасонных кулаков, трущиеся поверхности которых подвергаются шлифованию. Если разделить по оси симметрии кулачковый карданный шарнир, то каждая часть будет представлять собой карданный шарнир неравных угловых скоростей с фиксированными осями качания (так же, как у сдвоенного карданного шарнира). В нашей стране был разработан кулачково-дисковый шарнир, который применяется на полноприводных грузовиках КрАЗ, Урал, КамАЗ. Шарнир (позиция «б» на рисунке) состоит из пяти простых по конфигурации деталей: двух вилок, двух кулаков и диска.
Кулачковые шарниры благодаря наличию развитых поверхностей взаимодействующих деталей способны передавать значительный по величине крутящий момент при обеспечении угла между валами до 45°. Но трение скольжения между контактирующими поверхностями приводит к тому, что этот шарнир имеет самый низкий КПД из всех шарниров равных угловых скоростей. Следствием этого является значительный нагрев и задиры на деталях шарнира.
Рис. 5 Шарнир с делительными канавками типа «Вейс»: 1, 5 — валы; 2, 4 — кулаки; 3 — шарики; 6 — центрирующий шарик; 7, 8 — фиксирующие штифты
Недостатки сдвоенных шарниров и шарниров кулачкового типа были толчком к поиску новых решений, и в 1923 г. немецкий изобретатель Карл Вейс запатентовал шариковый карданный шарнир с делительными канавками (типа «Вейс»).
Особенностью этого шарнира является то, что при движении автомобиля вперед движение передается одной парой шариков, а задним ходом — другой парой. Передача усилий только двумя шариками при точечном контакте приводит к большим контактным напряжениям. Поэтому он обычно устанавливается на автомобили с нагрузкой на ось, не превышающей 30 кН. В годы Второй мировой войны подобные шарниры производства фирмы «Бендикс» устанавливались на такие автомобили, как Виллис, Студебекер, Додж. В отечественной практике они применяются на автомобилях УАЗ, ГАЗ-66.
Сочленения типа «Вейс» технологичны и дешевы в производстве, позволяют получать угол между валами до 32°. Но срок службы из-за высоких контактных напряжений обычно не превышает 30 тыс. км.
Рис. 6 Карданный шарнир «Рцеппа»: 1 — биссекторная плоскость 2 — делительный рычажок
В 1927 г. появился шариковый шарнир с делительным рычажком (шарнир «Рцеппа»). Шарнир технологически сложен, но он более компактен, нежели шарнир с делительными канавками, и может работать при углах между валами до 40°. Так как усилие в этом шарнире передается всеми шестью шариками, он обеспечивает передачу большого крутящего момента при малых размерах. Долговечность его достигает 100-200 тыс. км.
Рис. 7 Шестишариковый шарнир типа «Бирфильд»
Дальнейшей эволюцией этого подхода является шестишариковый шарнир типа «Бирфильд» с делительными канавками. Такой шарнир может работать при угле между валами до 45°. Шарниры этого типа имеют высокую долговечность. Основной причиной преждевременного разрушения шарнира является повреждение эластичного защитного чехла. По этой причине автомобили высокой проходимости часто имеют уплотнение в виде стального колпака. Однако это приводит к увеличению габаритов шарнира и ограничивает угол между валами до 40°. Данный тип шарниров широко применяется в карданной передаче передних управляемых и ведущих колес современных автомобилей. Он устанавливается на наружном конце карданного вала; при этом на внутреннем конце необходимо устанавливать шарнир равных угловых скоростей, способный компенсировать изменение длины карданного вала при деформации упругого элемента подвески. Такие функции совмещает в себе универсальный шестишариковый карданный шарнир (тип GKN).
Рис. 8 Универсальный шестишариковый карданный шарнир GKN: 1 — стопорное кольцо корпуса внутреннего шарнира; 2 — защитное кольцо внутреннего шарнира; 3 — корпус внутреннего шарнира; 4 — упор вала; 5 — стопорное кольцо; 6 — обойма; 7 — шарик; 8 — упорное кольцо; 9 — сепаратор; 10 — наружный хомут; 11 — фиксатор внутреннего шарнира; 12 — защитный чехол; 13 — внутренний хомут; 14 — вал привода колеса; 15 — защитное кольцо наружного шарнира; 16 — корпус наружного шарнира
Осевое перемещение обеспечивается перемещением шариков по продольным канавкам корпуса, при этом, требуемая величина перемещения определяет длину рабочей поверхности, что влияет на размеры шарнира. Максимальный допустимый угол наклона вала в данной конструкции ограничивается 20°. При осевых перемещениях шарики не перекатываются, а скользят, что снижает КПД шарнира.
Карданный шарнир Loebro
Рис. 9 Карданный шарнир Loebro: 1- Канавки с углом проточки 15-16°
Шарнир Loebro отличается от GKN тем, что канавки в чашке и кулаке нарезаны под углом 15-16° к образующей цилиндра, а геометрия сепаратора правильная — без конусов и с параллельными наружной и внутренней сторонами. Он меньших размеров, чем другие шестишариковые шарниры, кроме того, сепаратор его менее нагружен, поскольку не выполняет функции смещения шариков кулаков.
На автомобиль ВАЗ-2114 будем ставить шарнир равных угловых скоростей «Рцеппа»
Этот шрус состоит из двух кулаков: внутреннего, связанного с ведущим валом, и наружного, связанного с ведомым валом. В обоих кулаках имеется по шесть тороидных канавок, расположенных в плоскостях, проходящих через оси валов. В канавках находятся шарики, положение которых задается сепаратором, взаимодействующим с валами через делительный рычажок. Один конец рычажка поджимается пружиной к гнезду внутреннего кулака, другой скользит в цилиндрическом отверстии ведомого вала. При изменении относительного положения валов рычажок наклоняется и поворачивает сепаратор, который в свою очередь, изменяя положение шариков, обеспечивает их расположение в бисекторной плоскости. В данном шарнире крутящий момент передается через все шесть шариков. Предельный угол между осями валов 35—38°
Рис. 10 Шарнир Loebro
Ремонт шрус
Ремонт ШРУС состоит из двух операций – замены пыльников и замены смазки.
Чтобы заменить пыльник, необходимо снять один из шарниров с проводного вала. Если на приводном валу установлены шарниры обоих типов, то проще снять внутренний (трипоид). Снимите стопорное кольцо и извлеките трубу с насаженной на нее трехлучевой звездой.
Снимите стопорное кольцо, удерживающее звезду и с помощью молотка и бронзовой проставки сбейте ее с наконечника трубы. Точно так же разбирайте шарнир типа «Рцеппа». Иногда верхняя часть шарнира снимается тяжело, в этом случае поворачивайте его в любую сторону на максимальный угол и по одному вытаскивайте шарики.
Чтобы заменить смазку, снимите стопорное кольцо, которое удерживает внутренние детали шарнира, затем разберите его. Во время замены смазки внимательно осмотрите канавки и шарики (ролики). Если на них обнаружены царапины, то шарнир желательно заменить.
Ведь даже с новой смазкой его пробег вряд ли превысит 10 тысяч километров. Если обнаружили трещины или сколы на сепараторе, шарнир необходимо заменить, даже новая смазка не сможет заставить его правильно работать. Подробная установка приводного вала на автомобиль описана в статье Приводной вал.
Трехшиповые шарниры равных угловых скоростей
В трехшиповом шарнире (на рисунке) крутящий момент от ведущего вала передают три сферических ролика, которые установлены на радиальных шипах, жестко связанных с корпусом шарнира ведомого вала. Шипы относительно друг друга располагаются под углом 120˚. Сферические ролики чаще всего устанавливаются на шипы посредством игольчатых подшипников.
Ведущий вал имеет трехвальцевую вилку, в цилиндрические пазы которой входят ролики. При передаче крутящего момента между несоосными валами ролики перекатываются со скольжением вдоль пазов и одновременно скользят в радиальном направлении относительно шипов. Предельный угол между осями валов до 40˚.
Особенностью трехшипового шарнира является то, что в отличие от шариковых шарниров передача момента от ведущих элементов на ведомые происходит не в биссекторной плоскости, а в плоскости, проходящей через оси шипов. Равенство частот вращения ведущего и ведомого валов обеспечивается при любом взаиморасположении их осей.
***
Мосты автомобилей
Дистанционное образование
Специальности
Учебные дисциплины
Олимпиады и тесты
Устройство приводного вала
Сам по себе ШРУС не может передать вращение от коробки передач к колесам, поэтому необходим приводной вал. Основа приводного вала – стальная труба, которая соединяет внутренний и внешний ШРУС. Внутренний ШРУС постоянно работает при угле поворота 10 – 30 градусов.
Такой же угол поворота и у наружного ШРУС при прямолинейном движении вперед. Когда колеса поворачиваются, угол работы наружного ШРУС увеличивается вплоть до 60 градусов. При движении автомобиля по неровной поверхности расстояние от наружного до внутреннего ШРУС постоянно изменяется.
Поэтому вал, на котором установлены два шарнира типа «Рцеппа» закреплен внутри шарниров таким образом, что при изменении расстояния он вдвигается внутрь, или наоборот, выдвигается наружу. Поэтому применение вала, на котором установлены наружный шарнир типа «Рцеппа» и внутренний типа «Трипод», позволяет жестко закрепить трубу, увеличивая общую прочность и надежность вала.
Читать новости о новой Ниве
Фильтр Осушитель Кондиционера Шевроле Нива
Радиатор охлаждения нива шевроле с кондиционером — АвтоТоп
Кардан — что такое карданный вал в машине: функции, устройство | AvtoTachki
Назначение, схема, устройство шарнира неравных угловых скоростей
Карданная передача, карданные шарниры. Шрус — назначение, устройство
Как подключить генератор г221 — Автомобильный портал AutoMotoGid
НИВА.КЛУБ — Downloads
Как проверить вакуумный усилитель тормозов. Ищем неисправности