Кто придумал шрус

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) обеспечивает передачу крутящего момента, не сковывая движение колеса

Переднеприводные автомобили в конце 60-х привлекли внимание разработчиков всех крупнейших автомобильных концернов, так как компоновка их кузова позволяет отдать максимум места в автомобиле водителю и пассажирам. Чтобы обеспечить привод на передние управляемые колеса, и не лишать их возможности поворачивать, пришлось придумать сложный механизм под названием ШРУС.История создания ШРУСаПоскольку конструкций шарнира равных угловых скоростей существует несколько, установить, какая из них возникла первой, достаточно сложно. Известно, что ШРУС шарикового типа, наиболее распространенный в наши дни, появился впервые в двадцатые годы прошлого века. Кулачковый ШРУС был разработан французским изобретателем по фамилии Грегуар. В начале двадцатых годов он запатентовал изобретение под именем «Тракта». Еще один тип — спаренный карданный ШРУС — применялся, в основном, в автомобилях производства США двадцатых годов, таких как Cord L29, а также в трансмиссии французских автомобилей «Панар-Левассор» 50-60-х годов. В наше время применяется в схемах транспортных средств, не развивающих высокую скорость, к примеру, на тракторах.

Разновидности передних шарниров

Вышеописанная шариковая конструкция узла – наиболее распространенная, но далеко не единственная. В машинах различных классов и грузоподъемности используются и другие типы шарниров:

• кулачково-дисковые;
• трипоидные;
• спаренные крестовины.

Кулачковый шарнир равных угловых скоростей представляет собой диск, расположенный между двумя полуцилиндрическими вкладышами, которые, в свою очередь, вставлены в полукруглые вилки кулаков. Последние стоят на концах ведущего и ведомого вала. Подобное устройство позволяет шарниру поворачиваться в двух плоскостях и выдерживать высокие эксплуатационные нагрузки. Узлы применяются на большегрузных автомобилях, включая передний привод отечественного грузовика «Камаз».

Конструкция трипоидного шарнира напоминает шариковый ШРУС и функционирует по похожему принципу. Внутри корпуса гранаты сделано 3 паза, куда вставляются ролики со сферической поверхностью. Последние насажены на пальцы опоры (трипоида), установленной на приводной вал. Вращение роликов обеспечивается за счет игольчатых подшипников.

При повороте передних колес ролики вращаются на подшипниках и перемещаются внутри канавок, передавая крутящий момент в любом положении. Сфера применения узла – легковые машины и коммерческий транспорт малой грузоподъемности.

Принцип работы спаренных крестовин предельно понятен. «Излом» вала в двух плоскостях достигается за счет установки между двумя крестовинами дополнительного переходника. Подобные шарниры надежны и дешевы, но неспособны обеспечить передачу крутящего момента на высоких оборотах. Спаренные ШРУСы применяются на низкооборотных приводах, например, в сельскохозяйственной либо строительной технике.

Статьи по теме

Компоненты / Статьи

Как делают современные глушители: изучаем завод Trialli под Петербургом

Город Пушкин (он же — Царское Село) под Санкт-Петербургом известен прежде всего своим культурно-историческим наследием, а вот в качестве промышленного центра, как правило, не воспринимается. Тем интереснее для нас была новость, что управляющая…

Trialli, Глушители, Карвиль

Компоненты / Статьи

Готовим к путешествию тормозную систему: рекомендации дает Brembo

В 2020 году сезон отпусков оказался под угрозой. Работа авиа- и железнодорожного сообщения ограничена, так что многие граждане в этот раз выбрали в качестве транспорта личный автомобиль. Само собой, перед дальним вояжем машину нужно обязательно…

Тормозная система, Brembo

Компоненты / Статьи

Контрактный двигатель против капремонта. Часть 2: теперь сервис и гарантия

Несколько лет назад в журнале «Движок» вышел материал о контрактных моторах и всех нюансах, связанных с его покупкой. Как оказалось, тема для российских автомобилистов крайне актуальная. После обвала курса рубля в 2014 году, во‑первых, многие…

Тесты по теме

Компоненты / Тесты

Ресурсный тест ламп H11: Osram, Bosch, Neolux, Philips, Xenite, «Маяк», Fenox, Nord Yada и Carberry

Сегодня уже как-то сложно поверить, что в начале 2020 года никто не знал о пандемии коронавируса и строил планы на весну и лето. Именно тогда после всестороннего теста в лаборатории журнала «Движок» мы включили и больше не выключали 40 лампочек…

Лампы, H11, Osram, Bosch, Neolux, Philips, Xenite, Маяк, Fenox, Nord Yada, Carberry

Компоненты / Тесты

Большой тест каркасных щеток стеклоочистителя: Airline, Alca, ACDelco, Bosch, Denso и Goodwill

В 2020 году ежегодный большой тест дворников получился не совсем обычным. Дело в том, что делался он с оглядкой на результаты нашего прошлого четырехмесячного зимнего испытания в реальных условиях. Тогда, напомним, провалились дешевые щетки…

AIRLINE, alca, Bosch, Denso, Goodwill

Компоненты / Тесты

Тест рулевых наконечников для Logan: оригинал Renault против 10 конкурентов

Журнал «Движок» продолжает испытывать на прочность автомобильные запчасти. На этот раз мы решили проверить рулевые наконечники для одной из самых популярных машин российского рынка — Renault Logan первого поколения. Для этого мы закупили оригинальный…

Рулевые наконечники, Ashika, CTR, Flennor, Zekkert, Fenox, Torque, Lynx, Swag, FAG, Moog

Неисправности шруса

Внутренний ШРУС — один из главных элементов трансмиссии в автомобиле, и в связи с этим изготавливается из высококачественных материалов (не считая подделок). Обычно срок годности этих деталей высок, но часто получается что износ наступает намного раньше, такое бывает даже у новых машин.

Причины износа ШРУСа:

• Недостаточное количество смазочного материала, либо его плохое качество.
• Плохое качество материала при изготовлении ШРУСа, использование поддельных и бракованных деталей.
• Проникновение инородных предметов и воды из-за того что пыльник вышел из строя.
• Плохое покрытие дорог, и неаккуратное вождение по этим дорогам.
• Несвоевременно проведенная диагностика и замена запчастей.

Первичную диагностику можно провести водителю самому, не прибегая к помощи автослесаря, путем поверхностного осмотра, благодаря этому можно выявить повреждения пыльника. Для более детального осмотра придется шарнир разобрать, в этом поможет эстакада, яма или просто домкрат. Провести диагностику ШРУСа самому не составит труда.

Характерные поломки шарнира:

• Посторонние звуки (хруст), они усиливаются при: повороте, разгоне, преодолении барьеров. Шарики очень износились что беспроблемно двигаются по углублениям.
• Недостаток смазки внутри деталей.
• Зазор вала. Для того что бы понять так ли это, необходимо взять полуось и подвигать ее, при наличии дефекта вы сразу обнаружите люфт в рабочей стороне ШРУСа.
• Инородные предметы, которые попадают с дорожного покрытия.

Чтобы определить звук неисправности наружного шарнира, нужно выбрать ровную поверхность, максимально повернуть в сторону руль и резко двинуться с места, обеспечивая тем самым нагрузку на шарнир, и если он действительно неисправен, то будет слышен знакомый шум. Важно определить с какой стороны исходит хруст.

Поломку во внутренних шарнирах диагностируют немного по-другому. Здесь наоборот необходимо найти плохую дорогу с ямами и проехать по ним. Если ШРУС застучал, то значит выявилась поломка. Существует еще способ диагностики хруста внутреннего ШРУСа. Нужно нагрузить хвостовую часть машины так, чтобы перед приподнялся, а ось внутреннего шарнира по возможности максимально согнулась. Приоритетным признаком поломки является хруст в движении. Не рекомендуется ездить с загруженной задней частью машины, на постоянной основе, контролируйте пружины амортизатора.

Третий способ распознать с какой стороны “граната” стучит, заключается в последующем алгоритме:

1 — выставить равномерно колеса автомобиля.

2 — поднять одно любое ведущее колесо подъемником.

3 — установить автомобиль на ручник и снять с передачи.

4 — плавно “тронуться” (вывешенное колесо начнет вращаться).

5 — потихоньку выжать педаль тормоза, таким образом создается естественная нагрузка на “гранату”. Если присутствует неисправность в одном из внутренних ШРУСов, сразу появятся звуки, в неисправной части машины. Если дефекта нету, то машина просто начинает глохнуть.

6 — Максимально вывернуть руль. Медленно выжимать педаль тормоза. Если есть неисправность — то хруст будет продолжаться. Если присутствует поломка ШРУСа с другой стороны, то прибавится дополнительный звук. Полностью понять что поломка состоит именно в ШРУСе можно если в начале движения авто появились рывки. Предпочтительнее конечно машину не доводить до состояния полной амортизации и проводить ежемесячную проверку. При подвешивании колеса и проверке ШРУСов придерживайтесь правилам безопасности, не забывайте поставить машину на ручник, а лучше всего пользуйтесь колесным стопором. Обратите внимание, не забыли ли вы установить нейтральную передачу, выключить двигатель, дождитесь полной остановки колеса до того, как поставите его на поверхность.

Признаки неисправности

Работа ШРУСа всегда связана с воздействием огромных нагрузок. Несмотря на применение в конструкции узла высокопрочных материалов, он иногда способен выходить из строя. Этому способствуют следующие причины:

• Применение при изготовлении деталей узла материалов низкого качества, использование поддельных или бракованных запасных частей.
• Отсутствие внутри механизма смазочного материала или его плохое качество.
• Попадание внутрь механизма воды или абразивного мусора из-за повреждения пыльника.
• Чрезмерная нагрузка на механизм из-за неудовлетворительного состояния дорожного покрытия или агрессивного стиля езды.
• Длительная эксплуатация, при которой вырабатывается ресурс деталей.

Неисправность внутреннего ШРУСа проявляется в следующих признаках:

• Характерный хруст при наездах на препятствия, трогании с места или резком ускорении.
• Рывки и вибрация при разгоне.
• Люфт в соединениях шарнира при вывешенном колесе.

Как функционирует ШРУС?

В народе шарнирный узел получил название «граната», потому что в сборе с цапфой имеет определенную схожесть с этим видом оружия. Устройство шарикового элемента, устанавливаемого на большинство легковых автомобилей, довольно простое и отдаленно напоминает подшипник увеличенных размеров. ШРУС состоит из следующих деталей:

• цилиндрический корпус с наружной обоймой в виде продольных либо радиальных канавок;
• шарики из прочной углеродистой стали – 6 шт.;
• сепаратор, удерживающий шарики на своих местах;
• внутренняя звездообразная обойма;
• корпус составляет единое целое со шлицевым ведущим валом («ручка» гранаты), соединяющимся с приводом коробки передач или передней ступицей.

В машине с ведущими передними колесами каждый привод представляет собой вал с двумя шарнирами – внутренним и наружным (общее число гранат – 4 шт.). Первый расположен возле коробки скоростей и компенсирует колебания подвески в вертикальной плоскости. Второй стоит рядом с колесом и обеспечивает передачу крутящего момента при любом угле поворота.

Чтобы граната фиксировалась на приводном валу, конструкцией предусматривается специальное стопорное кольцо, размещенное позади внутренней обоймы. Снаружи от попадания грязи детали ШРУСа защищены конусообразным резиновым пыльником, сделанным наподобие гармошки. Края чехла крепятся к элементам гранаты затяжными хомутами.

Справка. Устройство внутреннего и внешнего шарнирного узла отличается формой канавок наружной обоймы. На первом 6 полукруглых пазов выполнены вдоль оси вала, во втором расположены радиально.

Теперь о том, как работает ШРУС:

• Нормальное положение приводных валов – с небольшим уклоном в сторону ступиц. Когда автомобиль движется по неровностям, полуось вращается и колеблется в вертикальной плоскости, вызывая перемещение шаров по продольным канавкам внутренней гранаты.
• Аналогичный процесс происходит в наружном шарнире – при повороте колеса шарики перекатываются в радиальных пазах вместе с сепаратором, а внешняя обойма изменяет положение относительно внутренней.
• Крутящий момент передается от шлицевой части к наружной обойме и шарам, затем ко второй обойме и ведомому валу.

Главная задача ШРУСа – сохранение одинаковых угловых скоростей вращения колес при любом повороте. В отличие от заднего редукторного привода, граната в автомобиле работает в густой смазке, обильно покрывающей детали шарнира. Наиболее распространенный смазочный материал, применяемый в отечественных марках автомобилей, – «ШРУС – 4».

Достоинства и недостатки ШРУСа

К явным преимуществам ШРУСа можно отнести то, что при передаче при помощи этого шарнира потери мощности, по сравнению с другими аналогичными механизмами, почти не наблюдается. Другие плюсы — его легкий вес, относительная надежность и простота замены в случае поломки.К недостаткам ШРУСов следует отнести наличие в конструкции пыльника, который одновременно является контейнером для смазки. Расположен ШРУС в таком месте, где его соприкосновение с посторонними предметами практически невозможно предотвратить. Пыльник может быть порван, к примеру, при езде по слишком глубокой колее, при переезде через препятствие и тп. Как правило, узнает об этом владелец автомобиля только тогда, когда грязь уже попала внутрь пыльника через трещину в пыльнике, спровоцировав интенсивный износ. Если есть уверенность, что это произошло недавно, можно снять шрус, промыть его, заменить пыльник и заполнить его новой смазкой. Если же неприятность случилась значительное время назад, ШРУС обязательно выйдет из строя раньше времени.

ВИДЫ

ШРУС был изобретен достаточно давно, по наиболее распространенной версии он был изобретен еще в двадцатых годах прошлого века Альфредом Рцеппом. Потому не удивительно, что с тех пор появилось множество разновидностей данной детали:

• сухариковый – устанавливается исключительно на грузовиках;
• триподный – как правило, используется в качестве внутреннего ШРУСа;
• спаренный шарнир – применяется довольно редко в силу сложной конструкции;
• шариковый, или ШРУС Рцеппа – наиболее распространенный вид, который и применяется чаще всего на осях легковых автомобилей.

Именно это изобретение и стало революционным для конструирования легковых авто с передним приводом.

УСТРОЙСТВО ШРУСА

Здесь можно увидеть фото ШРУСа шарикового, благодаря которому станет понятней, что же собой представляет данная деталь в собранном состоянии. Если говорить о ее составляющих, то их, на самом деле, не так много:

• Корпус с наружной обоймой.
• Сепаратор.
• Внутренняя обойма.
• 6 шариков.
• Вал.
• Кольцо стопора.
• Пыльники внешний и внутренний, их удерживают хомуты.

Если собрать воедино эти оставляющие, то они внешне действительно напоминают некую гранату.

Все эти детали собираются в ШРУС наружный и ШРУС внутренний. Внутренний передает вращательные движения к внешнему механизму, в результате и производится изменение угла полуоси по отношению к оси.

Как проверить внутренний ШРУС

Поломка любой детали автомобиля связана с изменением ее размера, физических свойств или появлением выработки на трущихся частях. ШРУС – это шарнирное соединение, в котором элементы механизма тесно соприкасаются и находятся под постоянной нагрузкой. Со временем в местах взаимодействия деталей образуется выработка и увеличивается зазор, что проявляется в усилении характерного «хруста» при резком ускорении или преодолении препятствий.

В отличие от внешнего ШРУСа, который легко проверить при движении с максимальным углом поворота, внутренний редко находится в состоянии максимального искривления. Убедиться в исправности или поломке узла можно при вывешивании колеса. Для этого на подъемнике при работающем двигателе включают первую передачу, чтобы колеса медленно вращались. Если при этом от неисправной части слышен хруст, а при воздействии на вал ощущается люфт, значит ШРУС неисправен.

Зачем нужен ШРУС в автомобиле

Необходимость изобретения ШРУСа возникла одновременно с появлением первых автомобилей с передним приводом. 3 основных преимущества переднеприводных машин хорошо известны каждому автомобилисту:

• 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.

Устройство шарнира равных угловых скоростей

Так как нас интересует шариковый шарнир, то рассмотрим его устройство. Из-за того, что элементы не находятся в масле (в отличие от заднего моста), то устройство называется «сухим». Устройство конструкции шарикового шруса довольно простое.

Из чего состоит ШРУС:

• Корпус. Представляет собой полусферу, чашу. В нее устанавливается ведомый вал.
• Нижняя часть. Это кулачок в виде сферы с ведущим валом.
• Сепаратор. Это кольцо с отверстиями, в которые устанавливаются металлические шарики и удерживаются там.
• Шарики из металла. Подвижные элементы. Их 6.

устройство шарнира равных угловых скоростей

Определение и история появления

Всего несколько десятков лет назад большинство автомобилистов не представляло о наличие данного узла. И это легко объяснить, так как практически все автомобили были заднеприводными и крутящий момент от редуктора к ведущим колесам всегда передавался под одним и тем же углом, так как задние колеса на большинстве транспортных средств не являлись управляемыми. И многие из Вас помнят неотъемлемую часть заднеприводного авто – неразрезной мост.

Но время заднеприводных автомобилей, по крайней мере в массовом сегменте, давно и безвозвратно прошло и переднеприводные автомобили, в силу их ряда преимуществ «захватили» рынок.

У переднеприводных авто передние колеса являются одновременно и ведущими и управляемыми и при таком положении вещей крутящий момент от двигателя на ведущие колеса передается под постоянно изменяющимися углами.

Чтобы обеспечить кинематически правильную передачу момента в конструкцию внедрили ШРУС. Этот узел был разработан и запатентован достаточно давно – в середине 20‑х годов прошлого века, но широкое распространение получил лишь в конце 50‑х с появлением первых переднеприводных авто.

Шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы) применяются в автомобилестроении для привода управляемых ведущих колес с независимой передней подвеской. Их предназначение – обеспечение равномерного вращения колес при углах поворота до 60 градусов.

Многие «профессиональные» автомобилисты ШРУС называют гранатой, лично я не сторонник таких жаргонизмов, так как при описании узлов и агрегатов, должны применяться технические термины, а не гаражный сленг.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...