Наверное, многие автолюбители, слышали такое слово как ШРУС. Заезжая на станцию технического обслуживания можно услышать много интересных слов, но большинство водителей бояться поломки ШРУСа как огня. Что это за хитрое устройство, почему его ремонт обходится в копеечку, выясним в сегодняшней статье.
Стоит отметить, что буквально полсотни лет назад, автолюбители даже понятия не имели о подобном изобретении. ШРУС – это аббревиатура, расшифровывается как шарнир равных угловых скоростей. Принцип работы механизма использовался еще в Древней Греции. Современные ШРУСы получили свое массовое распространение в 50-х годах прошлого столетия.
Что такое ШРУС и для чего он нужен?
Расположение внешних и внутренних ШРУСов
Как правило, в автомастерских, профессиональные мастера называют механизм – «гранатой». Все из-за внешнего вида и сложной конструкции, отдаленно напоминающей ручную гранату. Даже существует шутка, что в каждой машине есть «граната», которая по любому взорвется.
ШРУС (шарнир равных угловых скоростей) — это шарнир, предназначен для передачи вращательного момента между валами, которые находятся под углом друг к другу. Это и есть основная задача. Устанавливают конструкцию почти на все современные автомобили. Не имея подобного механизма, невозможно без потерь передать импульс движения от двигателя до колес, не важно, передних или задних. Именно с приходом ШРУСа, автомобили стали более подвижными и управляемыми.
ШРУС решает много проблем.
- Помогает снять излишнюю вибрацию.
- Синхронизирует вращение ведущих колес.
- Снижает нагрузку на ведущий вал во время передвижения автомобиля.
Передача движения осуществляется под углом между передними или задними полуосями. Конструкция очень полезная, но при поломке может привести к дорогостоящему ремонту. Именно поэтому многие владельцы ТС, даже боятся произносить вслух аббревиатуру, дабы не накликать беды.
Зачем в машине нужен ШРУС
Передний привод и поперечное расположение двигателя совершили революцию в автомобилестроении. Можно долго спорить о преимуществах и недостатках различных схем привода для водителей и дорог, но с точки зрения производителей такое сочетание стало безусловным благом:
- компоновка машины обрела дополнительную свободу для конструктора за счёт чёткой локализации силового агрегата и трансмиссии;
- моноблок из двигателя, коробки передач и ведущего редуктора с дифференциалом максимально компактен, обладает хорошей жёсткостью и минимальной массой;
- снимается много проблем, связанных с вибронагруженностью трансмиссии;
- у кузова можно сделать ровный пол, без тоннеля под карданный вал к заднему мосту;
- отсутствие редуктора ведущего заднего моста и полуосей позволяет более плотно упаковать подвеску, обеспечив объёмный и глубокий отсек под багаж;
- пространство для задних пассажиров увеличилось;
- топливные баки стали наращивать объём без ущерба для багажника;
- высвободилось дополнительное место под запасное колесо, а при его отсутствии отсек можно было использовать как добавочный багажный органайзер;
- кажущаяся устойчивость переднеприводной машины на дороге обеспечила прекрасный рекламный эффект, навсегда замаскировавший истинные причины появления массового переднего привода.
При таком количестве влияющих факторов решение проблемы передачи крутящего момента на управляемые колёса стало делом техники. Начали появляться поначалу не очень совершенные, а затем и современные шарнирные валы переднего привода.
Качество поднималось, а цена снижалась, в результате сейчас аналогичные конструкции используются и в заднем приводе, что позволяет значительно усовершенствовать заднюю подвеску.
Устройство и принцип работы ШРУСа
Устройство внешнего и внутреннего ШРУСа: 1 — стопорное кольцо корпуса внутреннего шарнира; 2 — защитное кольцо внутреннего шарнира; 3 — корпус внутреннего шарнира; 4 — упор вала; 5 — стопорное кольцо; 6 — обойма; 7 — шарик; 8 — упорное кольцо; 9 — сепаратор; 10 — наружный хомут; 11 — фиксатор внутреннего шарнира; 12 — защитный чехол; 13 — внутренний хомут; 14 — вал привода колеса (полуось); 15 — защитное кольцо наружного шарнира; 16 — корпус наружного шарнира.
В первую очередь шарнир предназначен для передачи движущей силы от двигателя к колесам автомобиля. Вторая важная функция – это сохранение движения при разных плоскостях колес. Простыми словами, наезжая на бугорок или яму, одно из колес будет расположено выше, чем второе, при этом движения автомобиля будет неизменно. Сложное устройство конструкции позволяет колесам двигаться в разных положениях. Принцип работы каждого вида шарниров одинаковый, отличается только конструкция. Граната может поворачиваться под углом до 70 градусов, при этом передавая вращательное движение колесам.
Инструкция по замене ШРУСа своими руками.
Первым делом нужно сделать метки общего расположения внутренней и наружной обоймы с помощью маркера или чертилки и далее следовать приведенной ниже инструкции, также советую прочитать статью замена ШРУСа ВАЗ.
- Для начала нужноо зажать шарнир в тисках и вывернуть внутреннюю часть обоймы до упора, попарно извлечь шарики. При этом следует помогать себе отверткой и постукивать молотком.
- После извлечения всех шариков, займитесь установкой сепаратора, который размещают в вертикальном положении, а его окна должны пересекаться с торцом корпуса.
- Далее извлеките кулак с сепаратором, вращая его и одновременно утапливая один из выступов, которые располагаются в окне сепаратора. После того, как данная работа сделана, нужно разъединить указанные детали.
- Теперь необходимо просмотреть все детали и обязательно их помыть и просушить. Если в местах не образовались сколы, выработки, цвет побежалости, следовательно, устройство еще может некоторое время послужить. А один из дефектов на деталях был все же обнаружен, значит, следует заменить их на новые.
Производить сборку механизма нужно исключительно в обратном порядке, но перед этим обязательно все детали необходимо смазать. Данная сборка начинается со вставки внутренней обоймы с сепаратором в наружную (здесь не стоит забывать о метках, которые ставились в самом начале). Шарики закладываются попарно. Шарнир нужно обязательно забить смазкой, например, «ШРУС-4», приблизительно 80 — 100 граммов средства на шарнир. Также можно использовать «литол» и другие схожие консистенции.
Помните, экономить на них не стоит, так как работоспособность шруса во многом зависит от количества нанесенной вами на него смазки. Ее, кстати, нужно еще положить в чехол, 40 — 50 граммов. Дальше выбиваем шарнир по шлицам, надеваем пыльник и затягиваем хомут. Только так пыльник хорошо обеспечит герметичность шарнира. Кроме того при смазке постарайтесь вращать шрус, чтобы смазка распределилась равномерно. Ну, а в самом конце сборки специалисты рекомендуют проверить, не будет ли сильного сопротивления при вращении. Если все в порядке, значит, процедура замены шруса прошла успешно.
Типы и виды «гранат»
Конструктивно ШРУС может отличаться. Все зависит от завода производителя и типа. В настоящее время существует четыре основных разновидности «гранат».
- Кулачковый
- Трипоидный
- Шариковый
- Карданный спаренный
Кулачковый состоит из двух круглых элементов, один из которых входит в другой. Подобная конструкция позволяет применять максимальные нагрузки на ось. Как правило, транспортные средства, оборудованные кулачковым шарниром, двигаются только на средних скоростных режимах.
Устройство кулачкового ШРУСа
Трипоидный состоит из трех подшипников. Большинство автомобилей оборудуют именно этой системой. Она более универсальная и довольно жесткая, способная осуществлять работу на высоких скоростях и служит достаточно долго.
Работа трипоидного ШРУСа
Шариковый работает по принципу трипоидной системы, только вместо роликов, вращающий момент передают небольшие металлические шарики, заключенные в оболочку и двигающиеся по заданным каналам.
Работа шарикового ШРУСа
Карданный состоит из обычных карданных соединений, которые передают крутящий момент колесам автомобиля. Устанавливается на большие грузовые автомобили.
Работа карданного шарнира
Виды шарниров равных угловых скоростей
Шариковые варианты конструкции ШРУС, хотя и наиболее распространены в легковом автомобилестроении, оказались не единственно возможными.
Шариковый ШРУС
Практическое применение для легковых и лёгких коммерческих автомобилей нашли триподные ШРУСы, в которых роль шариков выполняют вращающиеся ролики со сферической рабочей поверхностью.
Трипоидный ШРУС
Для грузовой техники распространение получили кулачковые (сухариковые) шарниры типа «Тракта», состоящие из двух вилок и двух фасонных дисков. Вилки в таких конструкциях достаточно массивные и способны выдерживать большие нагрузки (что и объясняет область их использования).
Кулачковый (сухариковый) ШРУС
Необходимо упомянуть и ещё один вариант ШРУС – спаренные карданные. В них неравномерность передачи угловой скорости первого кардана компенсируется вторым карданом.
Спаренный карданный ШРУС
Как уже упоминалось выше, угол между осями двух валов не должен в этом случае превышать 20⁰ (иначе появляются повышенные нагрузки и вибрации), что ограничивает область использования такой конструкции в основном строительной и дорожной техникой.
Внутренние и наружные ШРУСы
Помимо различий в конструктивном исполнении, ШРУСЫ разделяются по месту их установки на наружные и внутренние.
Внутренний ШРУС соединяет коробку передач с полуосью, а наружный ШРУС – полуось со ступицей колеса. Вместе с приводным валом оба этих шарнира составляют привод автомобиля.
Наиболее распространённый тип наружного шарнира – шариковый. Внутренний ШРУС не столько обеспечивает большой угол между валами, сколько компенсирует перемещения приводного вала при движении его относительно подвески. Поэтому часто в качестве внутреннего шарнира в легковых автомобилях используется триподный узел.
Необходимое условие нормальной работы ШРУСов – смазка движущихся частей шарнира. Герметичность рабочего пространства, в котором находится смазка, обеспечивают пыльники, предотвращающие попадание на рабочие поверхности абразивных частиц. С учётом высокой нагруженности деталей, в них используются только специально разработанные для таких узлов виды смазок.
Неисправности, признаки и причины поломок
Разрыв пыльника ШРУСа
При нормальной езде и периодических проверках, шарниры могут прослужить очень много лет. Из опыта можно сказать, что некоторые ШРУСы работают по 10-15 лет без проблем. Самой частой поломкой является – износ пыльника. Когда рвется защитная резина, грязь попадает в кожух, смазка вымывается, система начинает давать сбои.
В большинстве случаев, узнать о поломке гранаты можно во время езды, а также на слух. Когда грязь попадает в пыльник, ШРУС при езде на поворотах начинает специфически шуметь. Звук называют «хрустом». Если услышали один раз, ошибиться будет сложно. Но лучше не слышать его на своем автомобиле! Как правило, хруст сигнализирует автовладельцу о недостатке смазки.
Как устроен ШРУС (Граната)
Чтобы понять, как устроен ШРУС (Граната) и как работает, надо представить шарнирное соединение. Самая распространенная конструкция представляет собой шариковый подшипник, состоящий из:
- Корпуса;
- Сепаратора;
- Обоймы;
- Шариков.
Только в отличие от простого подшипника, обойма здесь не плоская, а объемная. Шарики в ней перемещаются не только по окружности, но и в поперечной плоскости.
Советы автовладельцам
Дабы избежать преждевременной поломки ШРУСа, рекомендуется периодически посещать станции технического обслуживания и проверять герметичность внешнего защитного кожуха. При наличии любых дефектов, пыльник лучше заменить вместе со смазкой.
Если водитель услышал характерный хруст на повороте, лучше всего сразу обратиться на СТО. Чем быстрей владелец поменяет пыльник и смазочные материалы, тем дешевле обойдется ремонт. Несомненно, на неисправной «гранате» можно передвигаться небольшой промежуток времени, но с большой осторожностью. ШРУС имеет свойство блокироваться по ходу движения, лучше не рисковать жизнью пассажиров и водителя!
Стоит отметить, что при слишком агрессивной езде, механизм выходит из строя намного раньше своего срока жизни. Продлевает срок работы только безопасное вождение и периодическая проверка состояния пыльника.
В дополнение, хотелось бы сказать, что не все автомобильные мастера могут, определит на слух повреждение шарнира. Бывали случаи, когда хозяин авто послушав непрофессионального мастера, покупал дорогостоящую деталь и попадал на деньги, потому как причиной хруста могут быть иные детали ходовой части. К примеру, шаровая опора, расположенная на передних рычагах, при неисправности может издавать подобные звуки при выворачивании колеса.
Лучше всего доверять свой автомобиль проверенным СТО с опытными мастерами!
Устранение неисправности
Обнаружение даже небольших дефектов пыльника свидетельствует о наполнении шарнира грязью и недостатке смазки. Эксплуатировать ШРУС в подобном состоянии нельзя, поэтому необходимо снять пыльник и наполнить шарниры новой смазкой.
Перед внесением свежей смазки деталь разбирают, тщательно очищают, полностью удаляют грязь. Затем детали механизма промывают бензином, просушивают и наносят новую смазку. Для внутреннего шарнира используют 100–110 граммов смазки, для наружного достаточно 70–80 граммов. ШРУС устанавливают на колесо и закрывают пыльником.
Специалисты рекомендуют после смазки шарнира устанавливать новые, оригинальные пыльники, поскольку старые детали теряют эластичность и могут потрескаться через непродолжительный срок. Неоригинальные пыльники неидеально прилегают в местах крепления, поэтому в зазоры быстро набьётся новая порция пыли и воды.
Устранить неисправность можно своими руками
Важное условие успешной эксплуатации ШРУСов – выбор качественной смазки. Специалисты советуют отдавать предпочтение составам на основе дисульфида молибдена, которые минимизируют трение в узлах и эффективно защищают их от коррозии, а также оказывают минимальное разрушающее действие на пыльник.
Это важно! Противопоказано использовать для ШРУСа графитную смазку. Она не может защитить деталь от повышенных нагрузок, поэтому приводит к её ускоренному износу.
Что будет, если не менять ШРУС
Эксплуатировать машину с проблемами в ШРУСе возможно, если небольшой хруст раздаётся на поворотах: достаточно заменить повреждённые пыльники и обновить смазку детали. При передвижении на машине со слегка повреждённым шарниром необходимо снижать скорость на поворотах.
Если наблюдается вибрация при наборе скорости и хруст слышен даже при движении прямо, ШРУС необходимо срочно менять. Неисправный ШРУС может полностью выйти из строя, и колесо внезапно заклинит. Если это произойдёт на высокой скорости, можно ожидать самых печальных последствий.
Это важно! На некоторых моделях ТС значительный износ или поломка трипоидного ШРУСа вызывает заброс иголок подшипников в картер коробки передач, откуда они вместе с маслом поднимаются и перемалываются шестернями. Ремонт такого двигателя по стоимости практически равен покупке нового автомобиля.
История появления
В первых переднеприводных автомобилях, например Cord и Citroen TA, использовались двойные карданные шарниры для передачи момента на ведущие колеса. Уже известные к тому времени ШРУС Вейсса и кулачковые конструкции не обеспечивали нужной долговечности, а с местом на больших легковых машинах особых проблем не было. К концу 30-х годов конструкция типа Вейсс и кулачковые передачи получили реальную «прописку» на целом ряде конструкций за счет улучшения металлообработки.
Достигнутый ресурс в 15–30 тыс. км под нагрузкой позволял иметь на машинах с подключаемым передним мостом общий ресурс узла, сравнимый со сроком службы автомобиля, при приемлемых габаритах и КПД.Развитие конструкции переднеприводных автомобилей потребовало новых решений — и компания Hardy-Spicer профинансировала создание шарниров Birfield, имеющих высокие характеристики и разумную стоимость. Именно эти шарниры сделали возможным создание малолитражек Austin Mini и других машин BMC с передним приводом к 1959-м.
В Японии на переднеприводных машинах Suzuki Suzulight в 1963 году применяли ШРУС производства NTN. К 1965 году конструкцию оптимизировали. На машинах Subaru появились приводные валы, которые сочетали шарнир с жесткой фиксацией в осевом направлении типа Birfield, и шарнир типа GKN со свободным перемещением. Это решило последние проблемы с вибрациями и геометрией передней подвески переднеприводных машин, избавив их от сложных приводных валов составной конструкции.
Прогресс компоновочных схем автомобилей позволил применить ШРУС вместо карданных шарниров в приводе задней оси. К началу 80-х годов увеличение точности ШРУСов и уменьшение люфтов позволили применять их вместо карданных шарниров для валов с высокой скоростью вращения, например карданного.
Не стоит думать, что прогресс остановился. Так, переднеприводные машины с АКПП потребовали создания малошумных конструкций ШРУСа с минимальными люфтами при вращении в обоих направлениях, поскольку на заторможенной машине ШРУС классической конструкции создавал неприятные вибрации. Проблема выявилась с широким распространением переднеприводных машин с АКПП со второй половины 70-х.
С 1998 года стали внедряться были восьмишариковые шарниры для легковых автомобилей, что позволило уменьшить размеры узла. Оптимизация формы канавок дала возможность улучшить точность позиционирования шаров, а значит, улучшить КПД и снизить шумность конструкции. Новые варианты шарниров уже не получают имена компаний в качестве наименования — разве что буквенные обозначения типа.
Продолжается и оптимизация шарниров типа трипоид, в первую очередь с целью уменьшения колебаний угловой скорости при вращении и уменьшения шумности. Постепенно увеличивался рабочий угол шарниров по сравнению с изначальными 43 градусами у шарниров NTN в 1963-м. К 1980 году они получили 44,5 градуса, а сейчас шариковые шарниры укороченной конструкции обеспечивают уже все 50 градусов поворота, что заметно улучшает эксплуатационные характеристики автомобилей.
Даже не фиксированные шарниры типа GKN заметно улучшили рабочие углы, от 23 градусов у оригинальной патентованной конструкции до 30,5 у современных вариантов. Рост продаж кроссоверов и внедорожников потребовал создания приводов с большим эффективным углом передачи, в том числе современных конструкций вала с двумя шарнирами с фиксируемыми от продольного перемещения валами и компенсатором.
Продолжается повышение КПД передачи, и достигнутые в 80-е годы 99% КПД уже не кажутся идеалом. Современные ШРУСы имеют более чем в два раза меньшие потери.
Сколько стоят автомобильные гранаты и привода и где их лучше купить, где купить внутреннюю гранату
Одна новая наружная граната стоит около 1700 рублей. Так как внутренние гранаты очень редко выходят из строя, их практически нереально купить в магазине. Если внутренняя граната пришла в негодность, то следует купить контрактный привод в сборе (как на первом фото, в Юкка Моторс привод с гранатами стоит около 2000 рублей).
Замена привода, как и одной из гранат стоит 600 рублей, длится по времени примерно пол часа. При замене привода сливается масло из коробки.
Контрактные привода служат довольно долго, при спокойной езде они могут проработать 2–3 года.
Правила безопасной эксплуатации ШРУС (Граната)
Шарнир передних колес работает в сложных условиях – с дороги летит грязь, вода и реагенты. Корпус подшипника закрыт гофрированной муфтой из резины (пыльником). Если пыльник будет поврежден, в сочленение попадет грязь и начнет разрушать обойму, шарики, в итоге колесо заклинит. Если это произойдет на скорости, вопрос что такое ШРУС (Граната) в автомобиле и сколько стоит, будет неактуальным, кузов пойдет под списание. Поэтому при появлении на гофре мелких разрывов или следов смазки, немедленно надо обращаться на сервис.
Вернуться назад
Почему хрустит ШРУС
В процессе эксплуатации автомобиля водитель порой слышит слабый хруст — хрустит граната. Обычно это становится заметным при повороте колес на максимальный угол.
Почему хрустит ШРУС? Что делать в такой ситуации?
Хруст является свидетельством неисправности узла. Изначально появляясь только при вывернутых колесах, позднее он начинает возникать и при прямолинейном движении. Посторонние звуки, издаваемые шарниром, требуют его замены.
Узнать, какой ШРУС хрустит, просто. Достаточно оставить снаружи помощника, выкрутить колеса и медленно тронуться. Оставшийся на улице человек будет отчетливо слышать, откуда доносятся звуки.
Если диагностика производится самостоятельно, следует вывесить передние колеса авто и осмотреть пыльники. Хрустящую гранату можно выявить по их повреждению.
Дело в том, что причиной хруста обычно становится пыль и песчинки, попавшие в шарнир через разрывы резинового колпака. Также в неисправности можно заподозрить узел, на котором был выявлен больший, чем на всех остальных шарнирах, люфт.
