Что такое шрус, разберемся вместе? Шрус - что это за деталь? и как она устроена? Маленькие шарниры равных угловых скоростей.

Преимущественное большинство владельцев переднеприводных автомобилей, занимаясь изучением устройства своих четырехколесных друзей, с удивлением обнаруживают детали, которые не совсем понятны для них. Одной из таких деталей, является ШРУС — загадочное наименование, которое на самом деле являет собой аббревиатуру от такого названия, как шарнир, предназначающийся для равных угловых скоростей.

В автомобилях это устройство необходимо для того, чтобы передавать вращательное движение с одной полуоси к совершенно противоположной. При этом, величина последней, будет постоянно меняться, что и является его главной отличительной особенностью. ШРУС выступает в роли обязательного атрибута каждого современного автомобиля, да и сам элемент этот — изобретение не новое, его создали и начали активно пользоваться еще в 1930 году. По сути своей, альтернативы использования ШРУСов — не существует, ввиду чего, мы считаем должным рассказать вам об особенностях, которые отличают внутренний ШРУС от наружного.

Устройство ШРУСа

Конструкция ШРУСа является весьма сложной, по этому она и вызывает массу вопросов у тех людей, которые впервые с этим устройством сталкиваются. При условии правильной эксплуатации, а также при должном уходе, шарнир без каких-либо проблем сможет прослужить своему обладателю гораздо дольше. Узнать более подробную информацию об принципе работы этого устройства вы сможете сразу-же после того, как разберетесь из чего он состоит. Итак, в состав конструкции ШРУСа входят следующие компоненты:

Корпус, который выполнен в виде некой сферической чаши с предусмотренным в нем так называемым ведомым валом.
Внутренняя обойма — этот же сферический вал, дополненный ведущим валом.
Сепаратор, что представляет собой внешне кольцо с предусмотренным в ним отверстием. Последнее необходимое для того, чтобы удерживать шарики, содержащиеся там.
Шесть шариков.

Такая конструкция ШРУСа предоставляет своим владельцам возможность производить последовательную передачу некого вращательного движения крайне ровно. Ну а известное карданное соединение полуосей, которое, по сути своей, выполняет такую же функцию, что и ШРУС, не имеет возможности похвастаться наличием такой способности. В случае с ним, равномерное вращение будет возможным только на одной полуоси, в то время, как уже на второй, оно будет уже прерывистым.

Как работает ШРУС?

Изучая то, каким образом ШРУС работает, рекомендуем вам прибегнуть к тщательному осмотру этого устройства. Руководствуясь специальной литературой вы наверняка сможете найти более, чем просто подробное описание процесса работы рассматриваемого нами сегодня ШРУС:

Сферические канавки, которые предусмотрены в корпусе, а также на внутренней обойме и количество которых, точно совпадает с количеством шариков.
Шарики, которые располагается в пространстве между корпусом и так называемым кулаком, удерживаются специальным сепаратором.
В случае вращения ведущего вала, усилие будет передаваться через кулак на обойму и далее в ведомый вал.
В случае изменения угла между ведущими, а также ведомыми валами, шарики будут иметь возможность свободно перемещаться по неким канавкам, продолжая постепенно передавать усилие.

Чем наружный ШРУС отличается от внутреннего?

Как оказывается, для того, чтобы обеспечить успешное движение автомобиля, одного ШРУСа на каждое из колес — слишком мало. Для правильного функционирования всего привода, необходимо чтобы их была пара. Визуально можно заметить, что внутренний ШРУС, является гораздо больше по своим размерам, нежели ШРУС наружный. Кроме этого, он еще и стоит на гораздо дороже. Следовало бы отметить то, что особенности конструкции, а также механизм передачи вышеупомянутого вращательного движения, поступаемого от вала редуктора на ведущие колеса требует того, чтобы на пути было сразу-же два шарнира и это как минимум.

Именно тот ШРУС, который передает вращение к валу от трансмиссии, будет называться внутренним, он намного больше по размерам, по этому отличить его от наружного — не составляет труда. Наружный ШРУС, в свою очередь, необходим для того, чтобы вращать ступицу колеса и по этому, в нем и предусмотрены посадочные шлицы. Меньшим в габаритах его вынуждает делать отсутствие приемлемого количества свободного пространства. По сути своей, одна только эта, не самая значимая особенность, их размеры, а также цена, представляет собой тот нюанс, который делает наружный и внутренний ШРУСы — совершенно разными.

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:

повышенная проходимость;
лучшая управляемость;
экономичность.

Но, при передаче крутящего момента на управляемые колёса, постоянно изменяющие своё положение, возникали серьёзные потери мощности и другие негативные последствия:

Обычные шарнирные механизмы быстро приходили в негодность.
Вращение на колёса передавалось неравномерно.
Возникала сильная дополнительная вибрация.
Валы и шестерни трансмиссии работали со значительными перегрузками.

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.

Типы ШРУСов, их устройство и принцип работы

В современных автомобилях используются различные ШРУСы, которые классифицируются:

по месту установки (внешние и внутренние);
по типу конструкции (шариковые, триподные, кулачковые и спаренные карданные).

Внешние и внутренние ШРУСы

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.

Шариковые

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

Триподные

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

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

Спаренные карданные

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

Видео про ШРУС

Признаки неисправности 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:

Повреждение пыльника и проникновение загрязнений внутрь шарнирного соединения.
Отсутствие или применение низкокачественной смазки.
Использование бракованного металла или нарушение технологий при производстве устройства.

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.

Долгое время передний привод не мог получить широкого распространения в автомобилестроении. Перед инженерами стояла сложная техническая задача - передача крутящего момента двигателя с КПП на ведущие управляемые (поворотные) колёса без потери мощности. Эту проблему пытались решить разными способами, вплоть до поворота силового агрегата вместе с осью. Возникла необходимость использования шарнирного соединения между полуосью и колесом. Революцией в конструировании переднеприводных автомобилей стало изобретение ШРУСа (шарнир равных угловых скоростей). Так как назначением данной конструкции являлась передача достаточно высоких удельных нагрузок, то деталь должна была быть изготовлена из особого металла, обладающего высокой прочностью. Вместе с изобретением такого материала наступила новая эра в жизни переднего привода.

Сегодня ШРУС входит в состав приводных валов практически всех легковых автомобилей, как передне-, так и (в ряде случаев) задне- и полноприводных. ШРУС бывает нескольких видов, но в данной статье мы подробно рассмотрим строение и принцип работы шарикового ШРУСа, так как именно этот тип конструкции в настоящее время получил наибольшее распространение в автомобилестроении. Стоит оговориться, что ШРУС в зависимости от модели автомобиля имеет свои конструктивные особенности, поэтому здесь мы будем рассматривать строение шарнира на примере а/м ВАЗ 2110. Привод состоит из двух ШРУСов (внутреннего и внешнего), прикреплённых с обоих сторон к шлицевому валу с помощью стопорных и упорных колец. Внешний ШРУС соединён со ступицей колеса, его задача - обеспечение поворота и передача крутящего момента на колесо. Данная деталь представляет собой шарнир, состоящий из корпуса (1), в котором находится сепаратор (2) и внутренняя обойма с канавками, располагающимися по радиусу (3), в них, в свою очередь, находятся шарики (4). Внутренний ШРУС передаёт вращение от КПП к приводному валу и имеет некоторые отличия от внешнего ШРУСА. Если обойма внешнего ШРУСа иммет изогнутые канавки, расположенные по радиусу, то в обойме внутреннего ШРУСа канавки прямые.

Это сделано для того, чтобы привод мог слегка менять длину, тем самым компенсируя работу подвески и колебания силового агрегата при движении автомобиля. Снаружи ШРУС защищён специальным резиновым защитным чехлом (пыльником), предохраняющим деталь от загрязнения и попадания воды. При отсутствии повреждений пыльника ШРУС может прослужить очень долго. Оба шарнира (внешний и внутренний) являются взаимосвязанными частыми единого механизма, но, несмотря на это, внешний ШРУС является гораздо более уязвимой деталью. Это объясняется тем, что нагрузки на шарнир при поворотах идут гораздо большие, нежели на внутренний ШРУС. Обычно ШРУС начинает сигнализировать о своём плохом состоянии заранее. При повороте с разгоном слышен специфический хруст. Это означает, что внешний ШРУС требует замены. Если для проверки состояния внешнего ШРУСа достаточно максимально вывернуть руль и начать движение, то для диагностики внутреннего ШРУСа в большинстве случаев требуется подъёмник. Необходимо поднять машину, запустить двигатель, включить первую или вторую передачу и на небольших оборотах послушать ШРУСы. Если рулевое колесо находится в прямом положении и при этом слышно характерное пощёлкивание, значит внутренний ШРУС выходит из строя, если же рулевое колесо максимально вывернуто, и вы слышите хруст, значит выходит из строя внешний ШРУС. Причины износа ШРУСа могут быть разными: 1. Низкое качество запчастей. 2. Агрессивный стиль вождения. 3. Недостаток или низкое качество смазочного материала. 4. Повреждение пыльника и, как следствие, попадание в механизм грязи и воды. Стоит уточнить, что ремонтировать ШРУС нельзя. Деталь меняется целиком. Исключение составляет лишь замена пыльников ШРУСа, стопорных и упорных колец, а так же хомутов, при помощи которых закреплён пыльник.

Иногда автовладельцы встречают странные названия деталей и не всегда понимают, о чем идет речь. Одним из таких терминов является ШРУС. Эта статья расскажет, что это за механизм, на каких принципах построена его работа и какие функции выполняет устройство внутреннего ШРУСа.

Что такое ШРУС и его виды

ШРУС (это сокращенное название шарнира равных угловых скоростей) - механизм в приводной системе управляемых автомобильных колес, который транспортирует вращательный момент между полуосями, причем угол между ними составляет меньше 70 градусов. Эта деталь устанавливается на переднеприводные и заднеприводные авто.

ШРУСы были изобретены в 1927 году Альфредом Рцеппом. В простонародье этот механизм так и называют «шарнир Рцеппа», а в водительском сленге для обозначения этой детали используется слово «граната».

На сегодняшний день специалисты различают следующие виды шарниров:

кулачковые - из-за склонности к перегреву на высоких скоростях, используются на грузовиках;
кулачково-дисковые - применяются на больших грузовиках, например, «Урал» или «КрАЗ»;
шариковые - на сегодняшний день являются самыми часто используемыми;
трипод - в основном выступает в роли внутреннего шарнира, оснащен роликами в виде сфер;
спаренные карданные - используются на старых американских легковых машинах, внедорожниках, строительной и сельскохозяйственной спецтехнике.

Конструкция ШРУСа и как он работает

Шарниры имеют простое устройство. В них входят следующие элементы:

корпус сферической формы
ведущий и ведомый валы;
внутренняя обойма;
сепаратор с отверстиями для удерживания подшипников;
шесть шариков.

Эти элементы шарнира обеспечивают максимально точную передачу вращательного момента. ШРУСы имеют следующий принцип работы:

число сферических канавок на внутренней обойме и в корпусе такое же, как и число подшипников;
между кулаком и корпусом расположены подшипники, которые удерживают сепаратор;
подшипники перемещаются по большему диаметру корпуса и по меньшему диаметру кулака;
в этот момент возникает вращательный момент, который транспортируется на внутреннюю обойму и ведомый вал;
после смены угла между полуосями, подшипники транспортируют крутящий момент, плавно двигаясь по внутренним канавкам.

Выбор смазки для ШРУСов

Шарниры испытывают постоянные высокие нагрузки - когда трогается с места, на подъемах, при движении по разбитой дороге и т. д. Поэтому смазка низкого качества не может выдержать серьезные ударные нагрузки и ШРУСы быстро изнашиваются.

Специалисты в области автомобилистики рекомендуют пользоваться пластичной черной смазкой на основе дисульфид молибдена. Для обычных автомобилей подойдет трехпроцентная смазка, а для авто, которые эксплуатируются в тяжелых условиях, лучше выбирать пятипроцентную.

Уход за шарнирами

Для повышения безопасности ШРУСа и сохранения его чистоты, этот механизм накрывается пыльником. В большинстве случаев пыльник представляет собой резиновую накладку, которая защищает механизм от пыли, грязи, воды и других загрязнений.

Чтобы ШРУСы служили как можно дольше необходимо систематически следить за ними и регулярно осматривать резиновый чехол, который защищает механизм от попадания грязи и воды. При обнаружении мелких дефектов в виде трещин и потертостей, при которых сохраняется герметичность чехла, можно ограничиться заменой крепежных хомутов и самого чехла. В противном случае происходит полная замена шарниров.

Так как устройство внутреннего и внешнего ШРУСа постоянно подвергается высоким нагрузкам, то для их изготовления выбирают сверхпрочные материалы. Однако это не обеспечивает вечной функциональности шарнира, так как агрессивный способ езды, попадание в него различных загрязнителей приводит к износу элемента. Чтобы максимально продлить жизнь устройству ШРУСа автомобиля необходимо выполнять следующие рекомендации:

регулярно проводить осмотр ШРУСов на наличие сколов, трещин и других повреждений;
периодически менять смазку в шарнирах;
покупать качественные ШРУСы и смазку для них.

На видео описано устройство наружного ШРУСа автомобиля:

Для стабильной передачи вращающего момента двигателя от КПП к ведущим колесам на переднеприводных автомобилях используется конструкция, которая состоит из полуосей и шарниров равных угловых скоростей (ШРУСов).

Принцип работы ШРУСов обеспечивает незначительные потери при трении, а также компенсирует ход передней подвески и поворотные движения передних колес в пределах до 70 градусов. Необходимая степень свободы обеспечивается за счет углов изгиба и осевого перемещения узла.

В процессе эксплуатации ШРУС испытывает постоянные нагрузки высокой интенсивности, поэтому для его изготовления применяются высокопрочные материалы, что в теории гарантирует ресурс по продолжительности сравнимый с полным сроком службы автомобиля.

Виды ШРУСов

Наиболее распространенными в автомобилестроении шарнирами равных угловых скоростей являются следующие виды:

шариковый;
трипоидный.

Также существуют другие конструкции ШРУСов, преимущественно узкоспециального назначения: кулачково-дисковые, спаренные, четырехшариковые типа «Вейсс».

Устройство шарикового шарнира

Шариковый шарнир равных угловых скоростей состоит из следующих деталей:

чашеподобный корпус с внешней обоймой и валом,
сепаратор (плоское кольцо со специальными отверстиями),
сферическая внутренняя обойма (кулак),
шесть металлических шариков,
стопорное кольцо.

На поверхностях корпуса и внутренней обоймы нанесены делительные канавки. Их число равно количеству шариков. У внутренних шариковых ШРУСов канавки имеют прямую форму , что дает возможность деталям перемещаться вдоль оси для компенсации вибраций двигателя и подвески. Н аружные ШРУСы изготавливаются с радиусными канавками для увеличения возможного угла поворота привода при маневрировании автомобиля.

Шарики удерживаются сепаратором в необходимом положении между корпусом и кулаком. Момент вращения от дифференциала направляется через внутреннюю обойму на шарикоподшипники, которые передают усилие на внешнюю обойму и ведомый вал шарнира, заставляя крутиться колеса.

При изменении угла взаимного расположения валов (повороте руля) шарики перемещаются по направляющим канавкам, что обеспечивает непрерывное распространение усилия для движения передних колес.

Получить наглядное представление о конструкции шарнира можно из следующего видео:

Устройство трипоидных шарниров

Внимание! Различают универсальный и жесткий варианты трипоидного ШРУСа.

В корпус универсального шарнира вставлен вал с запрессованной трехпальцевой опорой. На опоре с помощью игольчатых подшипников закреплены три ходовых ролика с шаровой поверхностью. Ролики перемещаются вдоль оси по канавкам на внутренней поверхности корпуса. Особенности конструкции ограничивают применение данного варианта только в качестве внутренней гранаты.

Жесткий трипоид состоит из корпуса, в котором закреплена трехпальцевая опора с роликами. К опоре присоединяется вилка с тремя специальными пазами, в которых перемещаются ролики. Данный тип трипоида предназначен для установки со стороны колеса.

Применение ШРУСов в переднем приводе

Конструкция ходовой части любого переднеприводного автомобиля включает в себя четыре ШРУСа: по два на каждой полуоси (как на фото ниже). Внешние гранаты соединены со ступицей колеса, а внутренние вставлены в дифференциал.

В результате система «внутренний ШРУС - приводной вал - внешний ШРУС» обладает компактными размерами и обеспечивает нормальное постоянное вращение ведущих колес независимо от вибраций силового агрегата, отклонений полуосей, перемещений подвески, развала и схождения колес.

Важно! Особенности компоновки моторного отсека современных легковых автомобилей привели к необходимости использования различных по конструкции левого и правого приводных валов. Соответственно у многих моделей левый и правый ШРУСы не взаимозаменяемы.

Почему ШРУС хрустит

Все составные части шарнира изготовлены с минимальными допусками, и в собранном шарнире люфт между деталями отсутствует.

Со временем при движении шариков по делительным канавкам корпуса и внутреннего кулака образуется выработка, из-за чего между деталями появляются зазоры. Свободное перемещение шариков по увеличившимся канавкам вызывает характерные хрустящие звуки, которые сигнализируют о скором выходе гранаты из строя.

Также хруст может возникнуть при попадании инородных частиц между шариками и поверхностью обойм или при вымывании смазки из узла.

Чтобы не допустить попадания грязи, пыли и воды, граната герметично защищена пыльником из резины или полимерных материалов. Гофрированная форма защитного чехла обеспечивает сохранность пыльника при изгибах и растяжениях.

На фото ниже представлен левый внешний ШРУС METELLI для Пежо Бипер с пыльником и комплектом стопорных колец:

Для обеспечения эксплуатационного ресурса шарнира, его внутреннее пространство должно быть заполнено специальным смазочным материалом . Тип применяемой смазки зависит от конструкции детали.

Напоминание! Для продолжительной безотказной работы ШРУСа рекомендуется избегать больших нагрузок на привод в крайних положениях рулевого колеса, а также следить за состоянием защитных пыльников.