Что такое шлицы на шрусе
Внутренний ШРУС: устройство и принцип работы
Передача крутящего момента между двумя валами, находящимися под углом, всегда была интересной задачей для инженеров. Еще в середине XVI века итальянский ученый Джероламо Кардано описал подвижный шарнир для передачи момента под углом. «Карданов вал» на долгие годы стал стандартным способом обеспечения подвижного соединения двух валов. Именно кардан пытались приспособить инженеры к первым переднеприводным автомобилям для передачи крутящего момента на подвижные передние колеса. Но очень быстро выяснилось, что для работы при больших углах скрещивания карданная передача не подходит: дело в том, что она передает крутящий момент несинхронно (один вал вращается равномерно, а другой — нет), при этом значительный угол скрещивания сильно затруднен.
В ответ на эту проблему в 20-е годы прошлого века было предложено сразу несколько типов конструкций подвижного шарнира, способного передавать крутящий момент при изгибе до 70 градусов.
ШРУС
Такие соединения получили название Шарнира Равных Угловых Скоростей (ШРУС), и сегодня они являются основой механизма передачи крутящего момента от главной передачи к колесу в автомобилях с независимой подвеской. Для этого применяются ШРУС двух типов, один из которых обеспечивает большой диапазон изгиба (шариковый ШРУС) и устанавливается со стороны управляемого колеса.
ШРУС второго типа («трипод» или «трипоид»), помимо возможности изгиба, обеспечивает большее осевое смещение; он устанавливается со стороны главной передачи.
Важная особенность работы независимой подвески: при перемещении рычагов от крайнего нижнего (подвеска максимально разжата) к крайнему верхнему (сжата) положению расстояние между ступицей колеса и выходным валом трансмиссии незначительно, но меняется. А это значит, что привод должен также иметь возможность менять свою длину. Именно этому и способствуют трипоидные ШРУС, устанавливаемые с внутренней стороны привода.
Особенности трипоида
Основной элемент трипоидного ШРУС — трехлучевая вилка со шлицевым отверстием для соединения с валом привода. На этих лучах устанавливаются полусферические ролики, которые вращаются на игольчатых подшипниках. В корпусе трипоида, соединенном с фланцем полуоси, имеются специальные канавки, обеспечивающие продольное смещение и необходимый угол поворота шарнира.
Еще одной интересной особенностью трипоидов, в отличие от шариковых ШРУС, является применение игольчатых подшипников. Они обеспечивают конструкции высокий КПД при передаче крутящего момента.
При использовании соответствующей смазки (способной работать в широком диапазоне температур и при больших нагрузках) такой ШРУС является практически вечным. Основным вопросом в этом случае становится обеспечение герметичности шарнира для защиты смазки от условий среды. Для этого используют резиновый или силиконовый пыльник.
При повреждении пыльника его необходимо как можно быстрее заменить, так как попадание абразивных частиц (песок и пр.) в смазку, обволакивающую рабочие поверхности деталей, приводит к быстрому выходу внутреннего ШРУС из строя. Если смотреть на данные многолетних наблюдений, то именно из-за нарушения герметичности при разрыве пыльника выходит из строя большинство ШРУС всех типов, включая и трипоидные. Пыльники особенно подвержены повреждениям на автомобилях с внедорожными возможностями, которые время от времени попадают в довольно жесткие условия. По мере того, как рычажные подвески вытесняют неразрезные мосты на все большем числе внедорожников, проблема с трипоидами становится все более актуальной.
Нежные места внедорожника
Яркий пример — рамный японский автомобиль Nissan Pathfinder. Унаследовав раму от пикапов Nissan, «следопыт» при этом полностью лишился неразрезных мостов: сзади у машины по—примеру Pajero появилась «многорычажка». При этом автомобиль сохранил кое-какие внедорожные возможности, что позволяет владельцам смело загонять свой Pathfinder в грязь. Пыльники приводов в таком случае подвергаются воздействию песка, грязи, веток и прочего, что может нарушить их целостность. Невнимательность механика, не заметившего вовремя проблему с пыльником, может привести к ускоренному износу и выходу ШРУС из строя. Именно для задних приводов того же Pathfinder эта болезнь наиболее характерна, поскольку задний привод, в отличие от переднего, работает постоянно. А поскольку именно трипоид со своими игольчатыми подшипниками наименее устойчив к разгерметизации, то на машинах, часто съезжающих с асфальта, как раз внутренние задние ШРУС начинают шуметь в первую очередь.
Так как шарнир не может быть подвергнут ремонту, остается только замена. И здесь некоторые производители, в частности, тот же Nissan, «подкладывают» автолюбителям неприятный сюрприз. Оригинальный задний привод на Pathfinder поставляется только целиком — несмотря на то, что отдельные артикулы задних ШРУС теоретически существуют, на практике их не достать. Таким образом, владелец Pathfinder вынужден заказывать привод целиком за весьма нескромную сумму.
Шарниры и пыльники Febest
Единственным производителем, освоившим выпуск отдельных ШРУС для Nissan Pathfinder, является компания Febest. Наш внутренний задний трипоидный шарнир для этой машины является эксклюзивным продуктом, позволяющим существенно сэкономить при ремонте машины. Как и в случае с оригинальными трипоидами, мы изготавливаем этот узел из самых прочных и долговечных материалов, позволяющих шарниру передавать большой крутящий момент. Игольчатые подшипники обеспечивают высокий ресурс ШРУС при применении специальной смазки, которая поставляется в комплекте (равно как и пыльник, а также надежные хомуты для его крепления). С этим комплектом от Febest ремонт заднего привода станет не только более быстрым, но и гораздо менее затратным.
Nissan Pathfinder является лишь одним из многих примеров — в нашем каталоге вы сможете найти ШРУС для большого количества автомобилей различных марок и моделей. Более того, многие артикулы, также как и упомянутый шарнир, являются настоящими эксклюзивами, позволяющими не менять привод в сборе. Еще один яркий пример — редкая в нашей стране Mazda 5 CW. Даже пыльник ШРУС для этого автомобиля найти нелегко — японцы опять же предлагают менять привод целиком. Febest производит пыльники и ШРУС для этой машины отдельно.
Зайдите в наш онлайн-каталог и убедитесь сами!
Замена наружных ШРУСов СК. Определяем количество шлицов.
После порванных и потресканных пыльников ШРУСов сами знаете что бывает… Так вот, когда были замечены данные дефекты и устранены, было уже поздно, наверное. А, может, просто они (ШРУСы) уже устали… Пришла пора их заменить. Вроде бы все понятно и не сложно. НО! Есть в наших машинках такая особенность – встречается разное количество шлицов на соединении самого вала с наружным ШРУСом и внутренним (правильнее – тришипом/триподом). А именно: для наружных – 23 или 30, для внутренних 22 или 29. Определить какой именно установлен в вашей машине по каким-либо признакам (год выпуска, VIN-код, цвет, запах, вкус выхлопа и т.д. ) невозможно. Только методом разборки и, собственно, подсчета.
Вся сложность в том, что в моем городе нет магазина, в котором их можно приобрести сразу. Только под заказ. Ну заказать-то я и сам смогу. А вот какие? Да, если у вас есть гараж – можно поставить машину «на колодки», заказать, подождать несколько дней и установить все обратно. Но у меня гаража нет, и разбирать машину, а тем более оставлять на улице – не вариант. Есть, конечно, друзья и знакомые с гаражами, но не хотелось их напрягать выгонять свои машины на длительное время. Выход виделся таким – заказать сразу все возможные ШРУСы, установить необходимые, а остальные отправить назад. Даже договорился с одним интернет-магазином. Но опять же, необходимо оплатить сразу все 4 ШРУСа, потом еще влететь на доставке, прямой и обратной.
Потом посетила меня мысль съездить в АИС. Ведь у них наверняка есть ШРУСы обеих видов. Пусть дороже, но на своем СТО заменят и самому морочиться не придется. Сказано – сделано. Приезжаю в АИС, объясняю ситуацию, а они мне говорят – под заказ! Склад запчастей не держим давно – не выгодно.
Опять неудача. Нах@й мне ваше под заказ? 21 век на дворе – сам закажу.
Перед поездкой в АИС я в очередной раз «курил» Geely-форум и на глаза попалась инфа, что валы имеют следующие комбинации шлицов:
— если внутренний 22, то наружный 23;
— если внутренний 29, то наружный 30.
Ну, думаю, чего ж я раньше этого не вычитал? Давно бы посчитал шлицы со стороны внутреннего, когда менял пыльники наружных ШРУСов! Морочиться ради разборки/подсчета/обратной сборки сам не захотел в этот раз. Поехал с товарищем geelyfant с АИСа на другую СТО, и по моей просьбе механик разбирает, я подсчитываю шлицы со стороны тришипа – 29. Значит, если верить теории – на наружном ШРУСе 30 шлицов.
По приезду домой сразу же заказываю на mahina.in.ua два наружных ШРУСа производства KONNER.
Комплект: ШРУС, смазка, ступичная гайка (но на 32, а не на 30, как родная!), стопорное кольцо, пыльник, 2 хомута. На тот момент (21.02.17) по 603грн. за штуку.
В довесок купил смазку ШРУС (для замены во внутренних) – 54грн. (брал в автомагазине перед установкой).
В итоге, все стало как надо.
Сорян, фоток нету, ибо руки во время работы со смазкой сами знаете какие ))
Затраты по времени – примерно 4 часа с перекурами.
Итого: 603грн * 2 = 1206грн + доставка + 54грн = примерно 1300грн.
Потрещал – и хватит: что такое ШРУС, почему он ломается и как его проверить?
Есть в русском языке слова, которые никак не даются многим авторам в Интернете. Чего тут только не встретишь: и «подшибник», и «клейма», и «саленблок», и «кювейт», и – совершенно внезапно! – «шруз». Откуда взялся этот «шруз»? С ним-то как раз всё просто: это шарнир равных угловых скоростей, сокращённо – ШРУС. Что же, видимо, есть необходимость рассказать о нём подробнее.
Ты – туда, я – сюда
Нет совершенства в этом мире, и автомобиль – не исключение. Он никогда не ездит по абсолютно ровной дороге по абсолютно прямой линии. При поворотах разницу в угловых скоростях внешнего и внутреннего по отношению к центру кривой колёс призван компенсировать дифференциал. С его помощью одно колесо может крутиться быстрее или медленнее второго колеса на одной оси. Но этого недостаточно.
На переднеприводном автомобиле ведущие колёса не только поворачиваются, но и ходят относительно оси коробки передач в зависимости от рельефа дороги. С такой свистопляской дифференциал не справится – тут нужно обеспечить не только равномерную и непрерывную передачу момента на ведущее колесо, но и сделать этот момент независимым от угла поворота колёс и рельефа местности. А для этого нужны дополнительные степени свободы.
Подробно рассказывать историю разработки ШРУСа не буду, но путь его был не всегда лёгок и удачен. Были попытки собрать нечто похожее из двух сочленённых карданных валов, но получилась тяжёлая и громоздкая штука. Были кулачковые (они же сухариковые) шарниры и кулачково-дисковые. Впрочем, слово «были» не совсем уместно: такие шарниры есть и сейчас, но в легковых машинах их встретить почти невозможно. А вот в грузовых – вполне. Например, на Урале 4320 стоят кулачково-дисковые ШРУСы. Но вернёмся к легковушкам.
Наиболее популярная конструкция ШРУСа – это шариковые шарниры. Существует довольно много их видов (Bendix-Weiss с делительными канавками, Rzeppa с делительными рычажками и т. д.), но наиболее популярные сегодня – это Рцеппа-Лебро с непараллельными делительными канавками. Такие ШРУСы обычно стоят в качестве внешних – тех, что установлены ближе к ступице.
Всего на приводном валу два ШРУСа – внутренний и внешний. Внутренний соединяет коробку передач и вал, внешний – вал и ступицу. А вот в коробке чаще стоит ШРУС другого типа – трипод. Чем отличаются эти шарниры?
В шариковом ШРУСе есть несколько основных деталей: внешний корпус с канавками, обойма и сепаратор. Сепаратор удерживает на обойме стальные шарики, которые перекатываются между корпусом и обоймой. И именно они передают через обойму вращение полуоси (вала) на корпус ШРУСа. А тот в свою очередь имеет свою ось со шлицами, которые вставляются в ответную часть ступицы. И в итоге выходит, что как бы ни было вывернуто колесо, оно постоянно получает момент с привода.
Важно, что этот момент непрерывный. В случае, например, с сочленёнными карданами или триподами вывернутое в повороте колесо получало бы момент рывками, прерывисто. Понятно, что ехать на машине с такой особенностью было бы не очень приятно из-за толчков под нагрузкой в повороте и не очень безопасно из-за скачков в крутящем моменте на колесе (тяга была бы дискретной). При этом чем круче поворот, тем заметнее было бы биение.
Наконец, у шарикового ШРУСа есть ещё одно важное преимущество перед остальными: он работает при довольно большом угле поворота – до 70 градусов. Именно поэтому его ставят в качестве внешнего шарнира приводного вала: ступица отклоняется от оси приводного вала намного больше, чем вал от оси коробки передач. И как раз по этой же причине в качестве внутреннего ШРУСа обычно используют трипод, который теоретически надёжнее шарикового шарнира, но не способен работать при больших углах поворота. Его предел – это всего 18 градусов.
Устроен он по похожему принципу, что и шариковый шарнир, но с одним исключением: между обоймой и корпусом бегают три ролика (подшипника), а не шесть (обычно) шариков, как в шариковом ШРУСе.
У трипода есть одно очень важное преимущество: наличие небольшого свободного хода – осевого перемещения. Это очень важно, потому что без этого свободного хода привод вылетел бы из коробки на первой же яме. Дело в том, что при перемещении колеса изменяется общая длина привода от коробки до ступицы, а небольшое осевое перемещение внутри трипода способно его компенсировать.
Таким образом, схема приводного вала с шариковым шарниром снаружи и триподом внутри получается наиболее предпочтительной: именно эта комбинация способна не только обеспечивать его подвижность ведущего колеса относительно коробки передач, но непрерывно передавать момент на колесо вне зависимости от его поворота и перемещения относительно горизонтальной плоскости.
К сожалению, как и любой другой механизм, ШРУС не вечен. Когда-то ему приходит конец, и его приходится менять. Как понять, что этот печальный день настал, и как этот день оттянуть?
Гонки, грязь и безответственность
Трипод в коробке разваливается намного реже. И не всегда даже понятно, что с ним что-то не так. Да, если весь привод вылетел из коробки, всё сразу становится очевидно. Но иногда у него просто от старости и неизбежного износа растёт люфт. И в этом случае признаки поломки будут не такими очевидными. Чаще всего износ трипода проявляется вибрацией на определённых скоростях, и поиск причины может очень затянуться. Про существование трипода вспоминают слишком поздно. К этому времени у несчастного автовладельца на машине уже отбалансированы и намертво затянуты колёса, проверены тормозные суппорты и диски, переставлены местами шины, заменен подвесной подшипник привода, если он есть… А вибрация после всего этого остаётся на месте. Вот он, повод проверить трипод.
Кстати, похожая вибрация будет и при искривлении вала привода. Погнуть его сложно, но возможно.
Внешний ШРУС, прозванный за характерную форму «гранатой», выходит из строя чаще, чем трипод. И причин для его поломок больше – тут виноваты не только старость и износ.
Наиболее частая причина поломки ШРУСа – это повреждение его пыльника. Внутри пыльника набита смазка, без которой шарнир работать долго не может. Точнее, он без неё работать не может совсем, поэтому порванный пыльник – это почти приговор ШРУСу. Очень важно периодически заглядывать под машину и проверять состояние пыльников. Если он в грязи и масле – нужно срочно ехать на его замену. Иногда можно успеть спасти шарнир. А при каждой возможности пыльник желательно осматривать внимательно: трещины и потёртости на нём недопустимы.
При замене пыльника тоже есть свои тонкости. Многие сталкивались с тем, что пыльник может стоить слишком дорого, особенно учитывая, что это просто резинка с хомутиками. Естественно, возникает желание найти что-нибудь подешевле. На форумах часто попадаются темы вроде «подходит пыльник от Нивы», «поставил в 100500 раз дешевле от восьмёрки» и тому подобное. Ну, если прямо уж совсем подходит от Нивы, то можно и рискнуть. Но чаще бывает, что подходит с некоторыми допущениями: тут надо подтянуть, тут немного болтается, но «в общем» подходит. ШРУС – не судебный пристав, и на компромисс он не идёт. Если что-то не подходит, лучше ставить оригинал (или качественный аналог от нужной машины). Конечно же, при замене пыльника нужно обратить внимание на состояние смазки. Наличие грязи там недопустимо, отсутствие смазки – тем более. И не стоит забивать в ШРУС литол – для этого есть специальные смазки.
Вторая причина умереть обусловлена конструктивной особенностью шарикового ШРУСа. При разгоне по прямой момент на колесо передают все шесть шариков шарнира, а при вывернутых на большой угол колёсах – два шарика. Так что «газ в палас» в поворотах изнашивает ШРУС очень быстро. Если хочется продлить ему жизнь, про подобный манёвр лучше забыть.
Вот эта особенность – умирать под большой нагрузкой с вывернутыми колёсами – и легла в основу поиска неисправности внешнего ШРУСа. Способ старый, но вполне эффективный: выворачиваем колёса и давим газ. Слышен хруст или щелчки при повороте направо – меняем правый внешний ШРУС, налево – левый. Иногда возникает желание отложить эту работу, но я бы не советовал. Да, если чуть-чуть щёлкает, ШРУС ещё может проехать довольно много. Но не всегда. Теоретически ничего ему не мешает развалиться при первом же старте от светофора, так что лучше с ремонтом не затягивать.
При такой диагностике следует обратить внимание на одну особенность: в силу своей конструкции иногда может щёлкать и трипод. Обычно щелчок заметен при переключении первой передачи после задней или задней после первой (или любой другой, но вперёд). Небольшой люфт в триподе есть всегда, и пока он выбирается, трипод может тихонько щёлкнуть (именно щёлкнуть, а не стукнуть). Это нормально, паниковать рано.
Опытные механики могут посоветовать подёргать приводной вал рукой и посмотреть, будет ли люфт. Без подъёмника это делать проблематично, а без опыта – часто бесполезно. Хотя в одном они правы: заметный люфт во внешнем ШРУСе должен вызвать настороженность.
Ну и последнее: вал крутится, а машина стоит на месте. Всегда ли виноват ШРУС? Нет, не всегда. Бывает, что у старых валов корродируют или срезаются шлицы (почему-то этим частенько грешат старые «корейцы»). В этом случае тоже придётся менять ШРУС, потому что вал – это часть его корпуса.
А закончу всё-таки оптимистично: здоровье ШРУСов большей частью зависит от владельца автомобиля. Не будет чрезмерно беспощаден при стартах на поворотах, будет следить за пыльниками – и ресурс этого узла может перевалить и за 200, и за 300 тысяч километров (сейчас их делают качественно, это не «гранаты» на старых «девятках»). Так что спасение ШРУСа – дело рук водителя. И, наверное, это хорошо.
Что такое ШРУС автомобиля, устройство, принцип работы, возможные поломки
Сегодня мы проговорим про ШРУС автомобиля, для чего он нужен, его устройство и принцип работы.
Сделать приводными колеса автомобиля, имеющие независимую подвеску, было бы невозможно без использования особых сочленений, способных передавать вращение без потерь от коробки передач к ведущим колесам даже при значительных углах между элементами сочленения.
Попытка использовать шарниры неравных угловых скоростей, примером которых могут служить рулевой шарнир или шарнир карданного вала, успехом не увенчались. Они просто не могли передавать вращение при значительных углах.
Также при больших углах элементы шарнира испытывали сильные нагрузки, что приводило к быстрому выходу его из строя.
Выходом из ситуации стало создание шарниров равных угловых скоростей, они же ШРУСы, «Гранаты».
ШРУС – сочленение в приводе ведущих колес, имеющих независимую подвеску, позволяющих совершать передачу вращения без потерь с углом до 70 град. между осями.
Первые шарниры такого типа появились еще в 20-годах прошедшего века.
Типы шарниров равных угловых скоростей
Шарниров равных угловых скоростей, как было создано, несколько, и все они в той или иной мере использовались на автотранспорте.
Одним из таких сочленений является «Тракта».
Состоит он из втулок и фасонных кулаков, каждого из элементов – по два.
На основе данного шарнира позже был создан кулачково-дисковый шарнир, состоящий из вилок, кулаков и диска. Эти сочленения зачастую устанавливаются на грузовики.
Еще одним ШРУСом является «Веисс» — шариковый шарнир с делительными канавками.
Состоит он из кулаков, рабочих шариков, центрирующего шарика и фиксаторов штифтового типа.
Следующий шарнир имеет название «Рцеппа». Этот шариковый ШРУС состоит из обойм, рабочих шариков и делительного рычага.
Самое большее распространение на легковых авто получил ШРУС «Бирфильд». Данный ШРУС тоже является шариковым, с делительными канавками. Состоит он из двух обойм, сепаратора и шариков. В дальнейшем рассматривать будет его.
На каждый приводной вал устанавливается по два ШРУСа – внешний и внутренний.
Обеспечивает передачу вращения даже под углом, в случае ШРУСа «Бирфильд» — это до 45 град. Но в результате смены углов, приводной вал обязан менять свою длину.
На современных авто это обеспечивает еще один тип ШРУСа – GKN (смотрите рисунок выше).
Конструктивно он схож с «Бирфильд», но имеет удлиненную внешнюю обойму, что позволяет внутренней, соединенной с приводным валом, перемещаться внутри внешней обоймы.
Важно почитать: Замена пыльника внутреннего ШРУСа на популярных моделях автомобилей.
Но это влияет на величину угла между осями, у GKN угол не превышает 20 град.
Конструкция и принцип работы
Более подробную конструкцию и принцип работы ШРУСов рассмотрим на примере авто ВАЗ-2199.
Данное авто обладает передним приводом, поэтому в конструкции привода задействованы ШРУСы.
Внешний элемент у этого авто выполнен по типу «Бирфильд».
На конце приводного вала, идущего от коробки передач, имеется внутренняя обойма с 6 канавками.
Внешняя обойма на внутренней поверхности имеет канавки. Сама обойма соединена с валом, на котором имеются шлицы, вставляющиеся в ступицу колеса.
Внутренняя обойма входит во внешнюю и в имеющиеся канавки обеих обойм помещены металлические рабочие шарики. Чтобы шарики не выпадали, они вставлены в сепаратор.
Работает этот ШРУС так: при движении колесо за счет независимой подвески постоянно перемещается относительно кузова авто, при этом угол между приводным валом и валом, вставленным в ступицу, постоянно изменяется из-за неровностей дороги.
Шарики, перемещаясь по канавкам, обеспечивают постоянную передачу вращения при смене угла.
Конструкция внутренней «гранаты», которая у данного авто имеет тип GKN, та же, что и внешней, но внешняя обойма несколько длиннее, это и обеспечивает изменение длины приводного вала.
Наезжая на кочку, угол на внешнем ШРУСе меняется, а само колесо идет вверх. При этом смена угла влияет на длину самого приводного вала.
В случае применения GKN ШРУСа, внутренняя обойма вместе с шариками может заходить вглубь внешней обоймы, тем самым изменяется длина вала.
Конструкция шариковых шарниров с делительными канавками очень надежна, но при одном условии. Они очень чувствительны к загрязнению.
Попадание внутрь «гранаты» пыли и песка приводит к ускоренному износу канавок и шариков.
Поэтому внутренние элементы данного сочленения должны быть прикрыты пыльниками.
Повреждение пыльника приведет к вытеканию смазки ШРУСа и попаданию внутрь песка.
Выявить проблему с данными элементами очень просто – при полном повороте колес и начале движения со стороны приводных колес будут слышны характерные щелчки.
ВАЖНО ЗНАТЬ : Почему хрустит ШРУС, диагностика и устранение неисправностей.
Выбор шарнира
Выбор нового ШРУСа, при обнаружении выхода старого из строя – дело серьезное.
Приобретать нужно только сертифицированные элементы хоть и стоимость их может быть дороже, но это исключит возможность приобретения восстановленного шарнира или сделанного с несоответствующего материала.
Сразу же следует проверить пыльники на наличие повреждений.
Если покупка «гранаты» производится для иномарки, то важно учитывать также и технические характеристики силовой установки.
Ведь на зарубежное авто может устанавливаться несколько типов силовых установок, с разными мощностными показателями.
Если не брать это в расчет, то возможно, что новый ШРУС будет не рассчитан на работу с двигателем, который установленный на конкретную марку машины.