Беспроигрышная передача крутящего момента — ШРУС
Несомненно, у автомобилей с передним приводом есть множество достоинств. Как известно они более экономичны, легче управляются и имеют более повышенную проходимость. Но есть и задача, поставленная перед производителями. Как на колеса, которые управляют автомобилем передать крутящий момент? Обычные применяемые способы здесь не работают, поскольку угол отклонения колес от продольной оси составляет 35-37 градусов.
Решение конструкторов не заставило себя ждать, они предложили применять простой карданный шарнир. Но впоследствии опытным путем было выяснено, что стабильная его работа может протекать при углах не более 12 градусов.
При больших углах происходит потеря мощности, проявляется неравномерное вращение, вибрация и множество других факторов. Тогда было принято изобрести специализированное устройство, без недостатков, обнаруженных в кардане. После этого на свет появился шарнир равных угловых скоростей, сокращенно ШРУС или граната.
Его появление связано с 20 годами прошлого века. Именно это устройство под названием шарнир равных угловых скоростей стало использоваться и используется, по сей день, для передачи крутящего момента на ведущие колеса автомобилей с передним приводом.
Разновидности
За прошлый век было разработано предостаточное множество различных конструкций ШРУС, но широкое распространение и применение на автомобилях получили далеко не все. На данный момент используются следующие виды шарниров:
– Шариковые или шарниры «Рцеппа». Разработчиком данного вида был конструктор Альфред Рцепп;
– Кулачковые или сухариковые гранаты;
– Трипоидные шарниры с игольчатыми подшипниками;
– Спаренные карданные шарниры.
В основном на новые автомобили устанавливаются шариковые или трипоидные шарниры с игольчатыми подшипниками. Другие представленные виды, а именно спаренные шарниры и кулачковые нашли свое применение на тракторах, грузовых машинах и специальной технике.
Конструкционная особенность гранаты (ШРУС)
Все виды ШРУС имеют индивидуальные отличительные особенности в конструкции. Чтобы выяснить это, нужно более подробно рассмотреть устройство на примере шариковых и трипоидных шарниров.
ШРУС шариковый
Корпус шарикового шруса представляет собой наружную обойму, внутри которой располагаются канавки. Внутри корпуса расположена внутренняя обойма, также имеющая канавки. Еще в конструкцию входит сепаратор и 6 шариков. Шарики расположены в канавках между внутренней обоймой и наружным корпусом и фиксируются сепаратором, который предостерегает их от рассыпания.
На корпусе имеется небольшой шлицевой вал. Чтобы установить приводной вал, внутренняя обойма также имеет соединение на шлицах. По типу расположения на автомобиле ШРУС может быть внешним или внутренним. Внутренний ШРУС устанавливается в коробку передач, а наружный в ступицу ведущего колеса. Внешний ШРУС имеет радиусные шлицевые канавки, а внутренний прямые. Объяснение разницы канавок будет рассмотрено ниже.
Трипоидный ШРУС
Различают два вида трипоидных шарниров, они могут быть жесткими или универсальными. Универсальный имеет корпус, в котором расположены три канавки, трехлучевую опору, напрессованную на вал и трех роликов, которые имеют шаровую поверхность и закреплены на пальцах опоры при помощи подшипников.
Ролики и вал с трехлучевой опорой располагаются в корпусе, причем ролики могут свободно перемещаться в канавках. В жестких трехлучевая опора с роликами также расположена внутри корпуса, но с опорой взаимодействует вилка с тремя пазами, в которых двигаются ролики. Применяются универсальные шарниры только как внутренние, а жесткие как внешние.
Постоянная смазка просто необходима любому виду из ШРУС. Для смазки используют различные пластичные материалы, которые заполняют весь объем шарнира. Для предотвращения выдавливания смазочного материала применяют резиновый гофрированный пыльник, который также оберегает от попадания грязи. Пыльник гнется одновременно с шарниром и обеспечивает при этом герметичность.
Эксплуатация ШРУС в автомобиле
Из выше сказанного знаем, что ШРУС применяется для передачи момента ведущим управляемым колесам автомобиля с передним приводом. Но получается, так что на одно колесо предусмотрен не 1 ШРУС, а два, т.е. внешний шарнир и внутренний. Напрашивается вопрос, зачем нужно два шарнира? На самом деле все просто.
Устанавливается внутренний шарнир между КПП или редуктором и полуосью, внешний устанавливается между ступицей и полуосью. Из этого следует, что две гранаты обеспечат нормальное вращение колеса, независимо от различных отклонений полуоси и развала-схождения.
Теперь становится все понятно относительно прямых и радиусных канавок, выполненных на шлицах внутренних и внешних ШРУС. Прямые канавки, выполненные на внутреннем шарнире, предоставляют движение элементов шарнира вдоль оси, за счет этого уменьшается вибрация на двигателе и амплитуда колебаний подвески. Радиусные канавки, выполненные на внешней гранате, обеспечивают увеличение угла поворота ШРУС, а значит и ведущего колеса.
Симптомы неисправности
Наиболее долговечными и качественными узловыми элементами конструкции автомобиля являются ШРУС. Для защищенности от неблагоприятного воздействия шарниры равных скоростей предохраняются резиновым пыльником. Он удерживает герметичность от соприкосновения элементов гранаты с влагой, грязью и пылью.
Если машина своевременно проходит технический осмотр и качественно обслуживается, эксплуатируется по асфальтным дорогам, то внешние и наружные гранаты служат длительное время, не причиняя неудобств владельцу автомобиля.
При эксплуатации автомобиля по бездорожью на не качественных дорогах с ямами и ухабами, возникают различные неисправности шарниров равных угловых скоростей. Необходимо выделить основные причины поломки гранат:
– пыльник повреждается и внутрь гранаты попадает различные виды загрязнений и влаги;
– эксплуатация шарнира с некачественной смазкой или с ее отсутствием;
– брак на производстве при изготовлении ШРУС или применение некачественного металла;
Если при эксплуатации автомобиля появились посторонние шумы, характеризующие себя как пощелкивание, характерный скрежет или металлический хруст, то стоит обратить внимание на исправность внутренней или наружной гранаты транспортного средства.
Все неисправности возникают от проникновения пыли или грязи между обоймами и шариками, т.е. в пространство между элементами гранаты. При выполнении ремонта подвергается к замене вся граната целиком на аналогичную.
В целом такое конструктивное устройство, как шарнир равных угловых скоростей обеспечивает долговечную, эффективную эксплуатацию транспортного средства. И редко заставляет владельцев автомобилей посещать автосервис.
