С появлением переднеприводных машин, для автомобилестроения началась новая эра. Большинство современных авто имеют именно этот тип привода, но не все водители знают, как работает данный механизм, ведь спереди нет моста, а колеса должны при этом как то поворачиваться. За движение колес и изменение их положения отвечает специальный механизм, который называется шарниром равных угловых скоростей. Постараемся разобраться в устройстве ШРУС и узнаем, что это такое.

ШРУС это специальное устройство, которое выполняет передачу вращающего момента с коробки передач, на ведущие колеса. По-другому, его еще называют «граната» из-за необычности его формы. Стоит отметить, что ШРУС применяется не только в переднеприводных машинах, но и многих полноприводных внедорожниках.

Все «гранаты» делятся на следующие типы:

1. Шариковый . Данный вид шарнира получил наибольшее распространение и применяется в большинстве современных переднеприводных автомобилей.
2. Тропоидный . Такой ШРУС применяется во внутренних конструкция, так как имеет возможность очень большого осевого перемещения.
3. Сухариковый . Это как раз тот случай, когда «граната» применяется на грузовых автомобилях, внедорожниках или автобусах. Имеет более мощную конструкцию для передачи больших усилий.
4. Карданный . Это первая разновидность «гранаты», которая не имеет большого распространения. Все дело в том, что она имеет слишком сложную конструкцию.

Чтобы понять, как он работает, необходимо вначале разобраться с конструкцией. В данной части мы будем рассматривать именно шариковый ШРУС, который применяется почти во всех современных автомобилях.

Прежде всего, стоит сказать о том, что детали этого механизма работают практически «на сухую», потому как ШРУС не наполняется маслом, а лишь забивается густыми смазывающими веществами типа Литол-24. Общую конструкцию «гранаты» составляют всего 4 самых основных элемента:

1. Ведомый вал, на конце которого располагается металлическая полусфера. Внутри сферы имеются прорези под шарики.
2. Внутри сферы устанавливается специальный кулачок, который имеет жесткую связь с ведущим валом.
3. Также внутри сферы располагается специальный сепаратор, который представляет собой кольцо, имеющее по окружности металлические шарики.
4. Сами шарики. Практически все ШРУСы имеют всего 6 шариков в кольце. Однако многие конструкцию допускают и большее количество.

Казалось бы, чем хуже для этих целей подходит карданный вал? А все дело в том, что такой шарнир обеспечивает плавность хода, которая необходима при начале движения или переключении передач. Карданный вал имеет слишком жесткую связь и не способен обеспечить плавной передачи момента.

Как работает ШРУС

Как вы уже поняли, внутри сферы располагаются специальный прорези или канавки, которые рассчитаны под размер шариков. Посредством взаимодействия этих шариков и канавок, вращающий момент передается на колеса автомобиля . Если повернуть руль в какую-либо сторону, шарики сместятся по канавкам и угол передачи момента изменится, но неизменным останется скорость, поэтому при повороте колес скорость движения остается прежней.

Кроме того, ШРУС имеет возможность любого перемещения наравне с подвеской, даже если колесо наезжает на довольно серьезное препятствие. Это обеспечивается все теми же шариками, которые свободно перемещаются по прорезям и надежно удерживаются сепаратором.

Как долго может прослужить «граната»

Если говорить о теории строения, то это очень прочный механизм. Если соблюдать все требования технологии производства, то ШРУС может, как минимум проехать 100 тысяч километров. В лучших случаях, он способен продержаться весь период эксплуатации автомобиля. Тем не менее, водителям часто приходится менять его как расходный материал. А все именно по этим причинам:

1. .Дороги, по которым приходится передвигаться на автомобиле, не всегда обладают нужным ровным покрытием, поэтому первым из строя выходит пыльник, защищающий места соединения ШРУС от пыли и влаги. Если он порвется, то мелкие частицы попадают во внутреннее строение и разрушают канавки, по которым перемещаются шарики. Примерно через 2 тысячи километров такой ШРУС быстро выйдет из строя, в результате заклинивания шариков. Чтобы «граната» прослужила намного дольше, необходимо периодически проверять состояние пыльников и вовремя их менять.
2. Другая проблема – это быстрая езда по неровным дорогам . Если слишком сильно ударить колесом по канаве или бордюру, то ШРУС может не выдержать и его просто выдернет. Вставить его обратно можно, но использовать такой механизм в дальнейшем уже нельзя. Поэтому, ее сразу нужно заменить.

Кроме того, есть ряд признаков, по которым можно оценить исправность наружных ШРУСов. Для этого, колеса автомобиля выворачиваются в одну из сторон до упора, и движение начинается как можно резко. Если будет слышан характерный хруст, то та сторона, в которую были вывернуты колеса и будет стороной с неисправной «гранатой».

Шарнир равных угловых скоростей, или по-народному «граната», является составной частью трансмиссии переднеприводного автомобиля. Его основная роль – это непрерывная передача вращения от КПП к колесам под разными углами. Несмотря на одинаковый принцип работы всех ШРУСов, у различных моделей автомобилей они отличаются конструктивными особенностями. К тому же разные условия эксплуатации обуславливают отличия в устройстве внешнего и внутреннего ШРУСа.

Устройство внутреннего ШРУСа

Внутренний шарнир равных угловых скоростей предназначен для передачи крутящего момента от трансмиссии ко внешнему ШРУСу. Он отличается от внешнего по размеру (в большую сторону) и стоимости, хотя состоит из тех же самых частей:

1. Корпуса в виде чаши с ведомым валом.
2. Внутренней обоймы – сферического кулака с ведущим валом.
3. Сепаратора в виде кольца с отверстиями, чтобы удерживать шарики.
4. Металлических шариков.

Роликовая разновидность шарнира характерна наличием опоры, которая при помощи трех роликов перемещается по дорожкам, нарезанным во внуренней части корпуса. Шарики или ролики находятся в канавках корпуса и удерживаются обоймой, которая соединяется с валом привода шлицевым соединением. При изменении угла ведущего и ведомого валов, шарики перемещаются по канавкам, непрерывно передавая усилие.

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:

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

Неисправность внутреннего ШРУСа проявляется в следующих признаках:

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

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.

Какую смазку использовать для ШРУСа

Основные задачи смазок, применяемых в ШРУС – это защита от трения и предотвращение развития коррозии. Также смазка должна быть инертной по отношении к полимерным пыльникам, предотвращающим попадание влаги и мусора внутрь механизма. Большинству из вышеназванных требований соответствуют следующие разновидности смазок:

1. Литиевые. Это вязкие желтоватые составы, которые при низких температурах приобретают еще более густую консистенцию, с трудом намазываясь на детали. Они способны значительно снижать трение и нагрузки, действующие на элементы шарнира, защищать их от влаги и нейтрализовать случайно попавшую грязь. Единственный их недостаток – способность растворять некоторые виды пыльников, изготовленных из органических полимеров. Одним из представителей данного вида смазок выступает отечественная Литол-24, которую заменяют после пробега 100 тыс. км.

2. На основе дисульфида молибдена. Более универсальные смазки, которые отличаются повышенной устойчивостью к коррозии. В их составе снижено содержание органических кислот, за счет чего уменьшена агрессивность в отношении к полимерным изделиям. Подобные смазки рекомендованы к применению в ШРУСах автомобилей любых производителей. Основной их недостаток – чувствительность к попаданию влаги при нарушении герметичности пыльника, за счет чего смазка теряет свои свойства. Отечественные производители выпускают смазки с дисульфидом молибдена под общим названием ШРУС-4.

3. Бариевая смазка. Устойчива к попаданию внутрь механизма влаги, успешно противостоит коррозии, а также нейтральна к любым полимерам, из которых изготовлены пыльники. Главный ее недостаток – плохая устойчивость к низкой температуре. Смазка на данный момент в силу высокой стоимости не слишком распространена. Все отечественные составы, изготовленные по данной технологии, маркируются под названием ШРБ-4.

1. Графитовые смазки, так как они предназначены для работы в подшипниках, а при использовании в ШРУС, срок его службы не превысит 25 тыс. км.
2. Углеводородные смазки, в том числе технический вазелин, так как разрушаются при t о, превышающей 45 о С, и приводят к поломке шарнира через короткое время.
3. Консистентные составы, изготовленные на основе кальция и натрия, так как не способны работать в узлах с высокой механической нагрузкой, и приведут к выходу шарнира из строя после пробега 15-30 тыс. км.
4. Составы, изготовленные на основе цинка или железа.

При смене смазки шарнира руководствуются инструкцией по эксплуатации автомобиля и самой смазки. Ее плановая замена должна производиться через каждые 100 тыс. км пробега, а также при установке нового ШРУСа или пыльника.

Замена внутреннего ШРУСа

Неисправный внутренний ШРУС способен во время движения развалиться, лишив машину подвижности. Чтобы избежать поломки и непредвиденных расходов, узел следует заменить при первых признаках неисправности. Все работы желательно проводить на специализированном СТО, так как операция требует от мастера определенных знаний и навыков. Но при наличии необходимого инструмента, соответствующего опыта и уверенности в своих силах, автолюбитель способен все проделать самостоятельно в условиях гаража.

Перед заменой готовят следующие запасные части:

1. Сам шарнир.
2. Пыльник с новыми хомутами.
3. Смазку.
4. Гайку ступицы.

Процедура замены осуществляется в следующем порядке:

1. Автомобиль поддомкрачивается со стороны заменяемого ШРУСа или ставится на подъемник, после чего из коробки передач сливают масло.

2. Выкручивается гайка ступицы и снимается колесо.

3. Отсоединение стойки от рулевого наконечника и крепления шаровой опоры.

4. Сдергивание тормозного диска с суппортом со шлицов и отведение конструкции в сторону.

5. Сдергивание со шлицов внутреннего ШРУСа при помощи металлической направляющей и молотка.

6. Извлечение всего привода наружу.

7. Снятие хомутов пыльника, самого пыльника и неисправного ШРУСа после зажатия привода в тиски.

8. Закладка смазки в новый ШРУС.

9. Монтаж пыльника и насаживание ШРУСа на шлицы.

10. Установка хомутов на пыльник.

11. Установка собранного привода в коробку передач. При попадании в шлицы слышен характерный щелчок, после чего привод забивается на свое место.

12. Дальнейшая сборка производится в обратном порядке.

Описанный метод позволяет произвести замену внутреннего шруса всех моделей ВАЗ: 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107, 2108, 2109, 21099, 2110, 2111, 2112, 2113, 2114, Нива, Лада Приора, Калина, Гранта, Веста и большинства иномарок.

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:

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.

Какой шрус выбрать

Прежде чем покупать новый шрус, следует узнать о видах (какие бывают), какие лучше по отзывам водителей, какие цены. На цене при покупке этого элемента устройства автомобиля, не следует делать основной акцент.

Бывают следующие фирмы производители шрусов:

• Pilenga. По отзывам хороший вариант.
• Febest. По отзывам водителей, купивших по недорогой цене запчасти этой фирмы, быстро выходят из строя.
• Metelli. Рекомендуемые.
• Loebro. Рекомендуемые.
• SKF. Рекомендуемые.

Характеристики ШРУСОВ различные. Бывают в конструкции 23 шлица, а бывают 24. Если ошибиться, то неподходящий (разница в один зуб) не установится на вал.

Качественная новая запчасть отличается от новой по виду и по осязанию. Бракованный шрус имеет тонкий пыльник, мало смазки, фиксирующих хомут слабый.

Признаки неисправности ШРУСА

Благодаря наличию в устройстве шруса пыльника — он защищен от попадания пыли, влаги и грязи.

Причины поломок шарниров равных угловых скоростей:

1. Порванный пыльник.
2. Использование некачественной или не подходящей смазки.
3. Бракованный металл.

Если во время езды появились хрусты, щелчки, скрежет (металл об металл), то это и есть не что иное как признак поломки ШРУСА. Эти звуки появляются, когда через порванный или слетевший пыльник попали механические частицы в подшипники и шарики заедают.

На видео показаны устройство и замена шрусов своими руками.

Карданные передачи используются во многих как грузовых, так и легковых автомобилях. А если учесть всевозможную сельскохозяйственную технику, то там карданная передача нашла весьма широкое применение. Как известно, имеет подвижное крепление, поэтому как ведущие, так и управляемые колеса машины имеют возможность перемещаться относительно кузова в вертикальной плоскости. Однако и имеют эластичное, но довольно жесткое крепление к . Тем не менее, коробка передач и ведущие колеса связаны друг с другом. И эта связь осуществляется посредством карданной передачи.

Основным предназначением карданной передачи является передача вращения от силового агрегата через КПП к ведущим колесам машины, которые к тому же, могут быть и управляемыми. Карданная передача обеспечивает жесткую связь и выходного вала КПП и не препятствует работе подвески. Другими словами, карданная передача автомобиля позволяет передать крутящий момент при переменной соосности сочлененных агрегатов.

Устройство карданной передачи

Карданная передача представляет собой ведущий и ведомый валы, которые соединены гибким шарниром. Гибкое шарнирное соединение позволяет беспрепятственно передавать вращение при некотором изменении угла между двумя валами. По типу шарнирного соединения существуют две разновидности карданных передач :

• устаревшие шарниры неравных угловых скоростей;
• более современные шарниры равных угловых скоростей.

Карданная передача, основанная на шарнирах неравных угловых скоростей, наиболее часто применяется для соединения выходного вала и ведущего моста в заднеприводных как легковых, так и грузовых автомобилях. Помимо этого, такие шарниры используют для подсоединения и прочего вспомогательного оборудования. Более совершенные в конструктивном плане шарниры равных угловых скоростей используются в современных передне- и полноприводных автомобилях. Посредством таких карданных передач осуществляется соединение ведущих колес машины с .

Карданная передача с шарнирами неравных угловых скоростей имеет в конструкции следующие элементы:

• ведущие, ведомые и промежуточные карданные валы;
• крестовины (шарниры);
• подвесные и промежуточные опоры.

Непосредственно шарнир состоит из двух так называемых вилок, расположенных на валах и крестовины – соединительного элемента вилок. В собранном состоянии, вилки валов расположены относительно друг друга под углом в 90° и соединяет их крестовина, которая имеет на концах четыре чашки с игольчатыми подшипниками. Наличие игольчатых подшипников обеспечивает нормальное функционирование шарнира при различных углах отклонения валов. Однако наибольший угол между валами для шарнира неравных угловых скоростей обычно составляет не более 20° . Подшипники при сборке заполняются пластичной смазкой, которая рассчитана на весь срок службы.

Если рассмотреть для примера карданную передачу заднеприводного автомобиля ВАЗ, то в ее конструкции имеется два шарнира, промежуточный вал и подвесная опора промежуточного вала. В силу своей, так сказать, несовершенной конструкции, шарнир неравных угловых скоростей не имеет конструктивной возможности обеспечить постоянное (с постоянной скоростью) вращение ведомого вала по отношению к ведущему. За один оборот шарнира, ведомый вал дважды запаздывает и дважды обгоняет ведущий вал. Кроме того стоит учесть, что неравномерность вращения напрямую зависит от угла между валами, чем он больше, тем больше выражена неравномерность. Однако для устранения данного недостатка устанавливается второй аналогичный шарнир и промежуточный вал с опорой. Второй шарнир компенсирует и выравнивает скорости обоих валов.

Карданная передача с шарнирами равных угловых скоростей, которую чаще называют ШРУС, имеет более совершенную конструкцию и обеспечивает вращение валов с постоянной скоростью относительно друг друга независимо от изменяющегося угла между осями вращения. Карданная передача с такими шарнирами имеет практически аналогичное устройство:

• ведущие, промежуточные и ведомые валы;
• ШРУС;
• соединительные элементы.

Как уже было сказано, ШРУС имеет несколько иную конструкцию, нежели соединение с крестовиной. Наиболее распространенный шариковый ШРУС состоит из следующих элементов:

• корпус шарнира;
• обойма;
• сепаратор;
• шарики;
• стопорные кольца, хомуты и пыльник (защитный чехол).

Корпус ШРУСа имеет сферическую форму внутренней полости, в которой имеются проточки для шариков. Корпус отлит заодно с хвостовиком, который предназначен для подсоединения к ступице колеса или к коробке передач. Обойма ШРУСа также имеет проточки для шариков и отверстие для крепления на промежуточном валу. Сепаратор, как и в обычном подшипнике, удерживает шарики в требуемом положении. За счет проточек в корпусе и обойме, шарнир способен равномерно передавать вращение при углах отклонения валов до 35° .

ШРУС имеет намного больший срок службы, нежели шарнир с крестовинами в конструкции. Главным условием долговременной службы является наличие герметичного пыльника и достаточное количество особой пластичной смазки внутри шарнира. При повреждении защитного пыльника, ШРУС утрачивает герметичность, теряет смазку и очень быстро выходит из строя.

Применение шарниров равных угловых скоростей

Как уже было сказано выше, ШРУСы наиболее часто применяются для соединения ведущих колес и дифференциала ведущего моста, который смонтирован в картере коробки переключения передач (в случае с переднеприводным автомобилем). имеет в конструкции два ШРУСа. Однако два шарнира необходимы не для компенсации вращения, как в случае с шарнирами на крестовине, а для обеспечения перемещения колес в вертикальной плоскости и их поворота.

В заднеприводных автомобилях ШРУСы также нашли себе применение. Как известно, задний мост автомобиля имеет довольно громоздкую и тяжелую конструкцию. На современных автомобилях импортного производства вместо заднего моста в виде балки устанавливается малогабаритный и легкий корпус с дифференциалом, который соединяется с ведущими колесами посредством ШРУСов. Кроме того, такая конструкция позволяет реализовать полноценную независимую заднюю подвеску.