Сегодня наша статья будет посвящена шарниру равных скоростей (ШРУС), а в простанородии – граната. После прочтения которой, вы узнаете, как он устроен, почему у него второе название граната, и почему он начинает хрустеть?
Почему ШРУС назвали гранатой?
Не редко, на рынках или автомастерских, при разговоре с оппонентом, который занимается ремонтом или обслуживанием ходовой, можно услышать о некоем механизме под названием «граната». И у еще «зеленого» автолюбителя может сложиться впечатление, что в автомобиле, действительно находится предмет, который по назначению, если не полностью соответствует назначению взрывоопасного предмета или хотя бы чем-то напоминает военную гранату по устройству.
Однако это совсем не так, граната, которая устанавливается в транспортном средстве, кроме как внешней схожести с боевым оружием не имеет ни чего общего с боеприпасами. Для того, что бы поняли, о чем идет речь – взгляните на фотографию, расположенную ниже. Справа вы можете видеть боевую противотанковую гранату РПГ 40, а слева новый ШРУС от автомобиля Lanos. Правда, похоже?
Если бы еще ШРУС покрасить в защитный цвет – то сходство налицо. Вот благодаря такому сходству и наличию чувства юмора у работников СТО и появилось у этого механизма второе название «Граната». А укороченное название ШРУС как вы уже, наверное, поняли, пошло с первых букв полного технического названия - Шарнир Равных Угловых Скоростей. После того как мы определились с названиями, и теперь вы можете общаться на понятном языке с другими автолюбителями, перейдем собственно к описанию устройства и принципа работы этого механизма.
Для чего необходим ШРУС?
Необходимость в разработке ШРУСа появилась после того, как производители стали выпускать переднеприводные автомобили. Для передачи крутящего момента от коробки передач к передним колесам (которые при движении автомобиля должны поворачиваться и одновременно перемещаться в вертикальном положении) необходим специальный механизм который бы не изменял частоту вращения выходного вала коробки и передавал ее на колеса. Но при этом имел не жесткую конструкцию позволяющую перемещаться колесу при вращении или при изменении уровня дорожного покрытия.
В заднеприводных автомобилях данную функцию выполнял задний мост с карданным валом, но задние колеса не поворачивались, поэтому использовать задний мост в передней части автомобиля не получалось. Выходом из такой ситуации был единственный – необходимо был специальный механизм, который имел больше степеней свободы, нежели задний мост с карданным валом и инженеры разработали его, назвав шарниром равных угловых скоростей.
Шарнир – потому как механизм позволял изменять положение входящего вала в любой плоскости, при неизменном положении выходящего вала.
Равных угловых скоростей – потому, что в отличии от редуктора расположенного на балке заднего моста, частота вращения последнего не изменяется от положения колеса.
Однако, после проработки компоновочного решения моторного отсека, инженеры столкнулись со второй проблемой – из-за отсутствия свободного места в моторном отсеке, не удавалось ограничиться использованием одного ШРУСа, который не обеспечивал необходимую «свободу» движения колеса, поэтому было принято решение использовать два ШРУСа: внутренний и наружный.
Внутренний ШРУС – предназначен для передачи крутящего момента непосредственно от коробки передач (будь-то АКПП или механическая коробка) к валу. По габаритам – он более массивный.
Внешний (наружный) ШРУС – соединяет вал непосредственно с ведущим колесом, для которого предусмотрены посадочные места. По габаритам он меньше чем внутренний.
Теперь даже блондинка сможет понять для чего необходим ШРУС и почему граната в автомобиле не взрывается.
Устройство шарнира равных угловых скоростей.
На изображении показано устройство ШРУСа, в принципе все понятно, но мы все же напишем несколько строк, которые позволят понять, как именно работает внешний и внутренний ШРУС. В качестве примера, мы разберем устройство ШРУСа от отечественного автомобиля семейства ВАЗ 2110, при этом отдельно рассмотрю и наружную гранату.
Устройство внутреннего ШРУСа
Как видно с рисунка, он состоит из:
- Наружной обоймы;
- Стопорного кольца;
- Внутренней обоймы;
- Сепаратора;
- Шариков;
- Защитного чехла.
Теперь разберем каждую деталь отдельно.
Наружная обойма выполняет роль корпуса и одновременно является деталью позволяющей подсоединить выходной вал коробки с остальной частью ШРУСа (при помощи цапфы).
Стопорные кольца – ограничивают перемещение внутренних деталей, а попросту не дают развалиться ШРУСу.
Внутренняя обойма с шариками и сепаратором – именно та часть механизма, которая позволяет перемещаться валу внешнего ШРУСа в горизонтальном или вертикальном направлении. Весь секрет находится в шариках, которые позволяют передавать вращающий момент на вал без изменения частоты вращения в независимости от его положения. Устройство чем-то напоминает обычный шариковый подшипник, за исключением того что внутреннее кольцо подшипника жестко не закреплено.
Защитный чехол, предотвращает попадание пыли или песка во внутреннюю полость наружной обоймы, которая с одной стороны имеет открытую конструкцию, в которую помещен шариковый узел и все внутренне пространство заполняется смазкой.
Устройство внешнего (наружного) ШРУСа
Как видно с рисунка, он состоит из:
- Ступичной гайки;
- Упорная шайба гайки;
- Корпус наружного шарнира;
- Большой и малый хомуты пыльника;
- Собственно сам пыльник;
- Упорное кольцо обоймы наружного ШРУСа;
- Шарики;
- Внутренняя обойма;
- Сепаратор.
Принцип работы наружного и внутреннего ШРУСа почти одинаковы. Отличия наружного и внутреннего:
- внутренний может изгибаться на угол до 20 градусов, а наружный до 50;
- наружный работает только на изгиб;
-внутренние на изгиб и на осевой сдвиг.
Что касается устройства ШРУСа для автомобилей импортного производства, то как правило, они отличаются только наличием дополнительного зубчатого колеса для датчиков АБС, а так же в некоторых моделях вместо шариков использую цилиндры, но принцип действия остается таким-же.
Хрустит ШРУС, в чем причина?
Как можно видеть по фотографиям, ШРУС для работы без заеданий и максимальной передачи крутящего момента, должен иметь идеально обработанные поверхности (что бы шарики не заедало).
По опыту эксплуатации и ремонта различных автомобилей, существует три основных причины, от которых он начинает хрустеть:
- Эксплуатация автомобиля с разорванными пыльниками (в результате чего в смазку попадает абразив в виде песка или даже мелких камешков);
- Естественный износ материала (ни чего не бывает вечным и железо изнашивается)
- Стиль езды, резкие ускорения и торможения.
При выработке на рабочих поверхностях сепаратора и обоймы шарнир начинает хрустеть.
