Что такое шрус в автомобиле и как он работает?

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.

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».

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.

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.

Какими они бывают ШРУСы

ШРУСы бывают не только наружными, встраиваемыми в ступицу. Конструкторы разработали внутренний ШРУС, передающий вращение от коробки передач на колесный привод. В управлении транспортным средством и обеспечении его безопасности внутренние и наружные ШРУСы выполняют уникальную функцию.

Главное отличие внутреннего от наружного ШРУСа, в том, что наружный передает вращение с оси приводного вала на колеса, а крутящий момент, передаваемый при помощи внутреннего ШРУСа, идет с КПП на приводной вал.

В шариковом ШРУСе удерживаемые сепаратором шарики, во время вращения вала перемещаются по сферическим канавкам. Крутящий момент через обойму передается на ведомый вал и далее непосредственно на колесо.

Обычно он представляет собой:

совмещенный с ведомым валом сферообразный корпус;
шароподобную обойму, соединенную с ведущим валом;
шесть шариков расположенные в обойме;
сепаратор удерживающий шарики.

Принципиальное отличие ШРУСа трипоидного типа в отсутствии сепаратора и наличии вращающихся с помощью игольчатых подшипников роликов на трехлучевой вилке. Подобный трипоид допускает продольное перемещение. В нем отсутствует сепаратор. Функции шариков выполняют ролики трипода, движущиеся по своим канавкам внутри корпуса шарнира.

Чем наружный ШРУС отличается от внутреннего?

Визуально можно заметить, что внутренний ШРУС, является гораздо больше по своим размерам, нежели ШРУС наружный. Кроме этого, он еще и стоит гораздо дороже.

Следовало бы отметить то, что особенности конструкции, а также механизм передачи вышеупомянутого вращательного движения, поступаемого от вала редуктора на ведущие колеса требует того, чтобы на пути было сразу-же два шарнира и это как минимум.

Наружный ШРУС, в свою очередь, необходим для того, чтобы вращать ступицу колеса и по этому, в нем и предусмотрены посадочные шлицы. Меньшим в габаритах его вынуждает делать отсутствие приемлемого количества свободного пространства.

По сути своей, одна только эта, не самая значимая особенность, их размеры, а также цена, представляет собой тот нюанс, который делает наружный и внутренний ШРУСы — совершенно разными.

Устройство приводного вала

Сам по себе ШРУС не может передать вращение от коробки передач к колесам, поэтому необходим приводной вал. Основа приводного вала – стальная труба, которая соединяет внутренний и внешний ШРУС. Внутренний ШРУС постоянно работает при угле поворота 10 – 30 градусов. Такой же угол поворота и у наружного ШРУС при прямолинейном движении вперед. Когда колеса поворачиваются, угол работы наружного ШРУС увеличивается вплоть до 60 градусов. При движении автомобиля по неровной поверхности расстояние от наружного до внутреннего ШРУС постоянно изменяется. Поэтому вал, на котором установлены два шарнира типа «Рцеппа» закреплен внутри шарниров таким образом, что при изменении расстояния он вдвигается внутрь, или наоборот, выдвигается наружу. Поэтому применение вала, на котором установлены наружный шарнир типа «Рцеппа» и внутренний типа «Трипод», позволяет жестко закрепить трубу, увеличивая общую прочность и надежность вала. Однако, изготовление такого вала более затратно, чем с двумя шарнирами «Рцеппа», поэтому на бюджетных автомобилях его не применяют.

Надежность ШРУСов

Для долговечной работы трипоидный и шариковый ШРУС изготавливают из высокопрочных металлов. Так соблюдается геометрическая точность этих механизмов и способность без потерь передавать крутящий момент.

К обоим типам шарниров предъявляются повышенные требования относительно герметизации. Для этого они защищаются резиновым или силиконовым герметичным чехлом, который предохраняет механизмы от попадания грязи, воды и пыли. Такой чехол обеспечивает долгие годы эксплуатации шарнира. Его повреждение и несвоевременная замена приводит к быстрому выходу ШРУСа из строя.

Постоянного внимания требуют трипоиды, способные поломаться даже в результате попадания в них малого количества пыли и грязи.

Чем наружный ШРУС отличается от внутреннего?

Как оказывается, для того, чтобы обеспечить успешное движение автомобиля, одного ШРУСа на каждое из колес — слишком мало. Для правильного функционирования всего привода, необходимо чтобы их была пара. Визуально можно заметить, что внутренний ШРУС, является гораздо больше по своим размерам, нежели ШРУС наружный. Кроме этого, он еще и стоит на гораздо дороже. Следовало бы отметить то, что особенности конструкции, а также механизм передачи вышеупомянутого вращательного движения, поступаемого от вала редуктора на ведущие колеса требует того, чтобы на пути было сразу-же два шарнира и это как минимум.

Именно тот ШРУС, который передает вращение к валу от трансмиссии, будет называться внутренним, он намного больше по размерам, по этому отличить его от наружного — не составляет труда. Наружный ШРУС, в свою очередь, необходим для того, чтобы вращать ступицу колеса и по этому, в нем и предусмотрены посадочные шлицы. Меньшим в габаритах его вынуждает делать отсутствие приемлемого количества свободного пространства. По сути своей, одна только эта, не самая значимая особенность, их размеры, а также цена, представляет собой тот нюанс, который делает наружный и внутренний ШРУСы — совершенно разными.

Авто и мотоКомментировать

Наружная и внутренняя граната (ШРУС): отличия и особенности

Итак, перед тем, как проверить ШРУСы, необходимо отдельно учитывать ряд особенностей. Первое, шарниры могут быть внутренними или наружными. Так вот, они редко выходят из строя одновременно. На деле, чаще ломается наружный ШРУС. Однако никак нельзя исключать, что проблемной не является, например, граната левая внутренняя или же правый внутренний шарнир.

При этом неопытному автолюбителю как внутренние, так и наружные ШРУСы могут показаться одинаковыми. На самом деле, они отличаются в плане конструкции, испытывают разные нагрузки, имеют различные режимы работы, а также сами признаки их неполадок несколько отличны друг от друга. Давайте разбираться.

Устройство наружного и внутреннего ШРУСа несколько отличается по причине разных режимов работы этих шарниров

Наружный ШРУС соединяется со ступицей, при этом его основной задачей является необходимость передать крутящий момент под любыми углами поворота или наклона колеса.
В свою очередь, для внутреннего шарнира важно компенсировать несоосность трансмиссии и приводного вала, тем самым частично разгружая наружный ШРУС. Параллельно внутренний шарнир обеспечивает полную «цельность» вала при условии большого хода подвески

Другими словами, именно внутренний ШРУС обеспечивает возможность приводному валу становиться немного длиннее или короче при определенных условиях.
Если сравнивать шарниры визуально, корпус внутреннего ШРУСа больше, чем наружного. За счет этого внутренняя обойма ШРУСа может перемещаться вместе с валом и шариками внутри корпуса по дорожкам. Также внутренний шарнир может поворачиваться под углом, хотя и меньшим, чем наружный шарнир. Если же рассмотреть наружный ШРУС, он жестко зафиксирован на валу и больше отвечает за возможность поворота. На некоторых авто наружная граната так прочно крепится к валу, что ее нужно срезать для снятия.

Еще добавим, что в полость шарнира закладывается особая смазка для ШРУС. Такая смазка защищает элемент от влаги и ударных нагрузок

Обратите внимание, в ШРУС нельзя закладывать смазку, неподходящую по свойствам и типу. В этом случае шарнир равных угловых скоростей быстро выйдет из строя

Также отметим, что авто с передним приводом имеют двигатель с поперечным расположением, то есть коробка смещается влево. Результат- левый вал привода будет короче правого. Так вот, более длинный правый вал не всегда бывает цельным. Встречаются варианты, когда он сделан из двух частей, которые соединены при помощи подвесной опоры (подвесной подшипник).

Отдельного внимания заслуживает и тот факт, что на некоторых авто в качестве внутреннего шарнира используется трипод, а не рассматриваемый в статье ШРУС привычного типа. В любом случае, принцип работы трипода все равно похож и принципиальных отличий нет.

Зачем нужен ШРУС

Для понимания того, что такое ШРУС, стоит вспомнить исключительно заднеприводные машины на заре массового автопроизводства. Направление движения менялось с помощью обычных рулевых тяг. У старых переднеприводных машин система карданов передавала крутящий момент на передние колеса. Это сопровождалось вибрацией и шумом, неровной работой, мощностными потерями в поворотах. Подобные механизмы, прочие части трансмиссии, автошины отличались недолговечностью.

С появлением на ведущих колесах шарниров равных угловых скоростей (ШРУС) ситуация кардинально изменилась. Вне зависимости от угла расположения валов усилие на колеса передавалось одинаковое. Мощность мотора в этом процессе не терялась. Исчезли тряска и шумы, изделия нового типа работали надежнее и продолжительнее. Сегодня, помимо легковых автомобилей, их применяют на иных видах колесного транспорта. Такие механизмы работают на грузовиках, внедорожниках, специальных автомашинах с многоколесными поворотными системами.

Где же находиться ШРУС, сколько ШРУСов в автомобиле? ШРУС располагается на передней полуоси автомобиля, обычно по две штуки на сторону, всего четыре, но бывает и один на сторону, зависит от конструкции автомобиля.

Неисправности ШРУСа: признаки и симптомы

Начнем с того, что основной причиной поломки ШРУСа является износ шариков, обоймы шарнира или дорожек (рабочей поверхности корпуса). Реже детали разрушаются, что приводит к разъединению шарнира

С учетом того, что деталь испытывает высокие нагрузки, важно уметь точно выявить неполадку

Диагностика ШРУС несколько отличается с учетом их типа (наружный или внутренний). Знание рассмотренных выше нюансов позволяет более точно провести проверку или своевременно выявить поврежденную деталь

Главное, обращать внимание на неисправность ШРУСа и знать характерные признаки и симптомы такой поломки.

Так вот, основным признаком проблемы со ШРУС является хруст. Этот хруст появляется при повороте колеса во время разгона

Также могут быть ощутимы вибрации и легкие удары, рывки при ускорении. Обратите внимание, эти признаки обобщены, то есть необходимо отдельно разделить неисправности внутреннего ШРУСа и наружного

Прежде всего, чтобы понять, какой ШРУС хрустит, внутренний или наружный, нужно учитывать следующее:

наружная «граната» хрустит тогда, когда машина резко трогается или поворачивает с вывернутыми в одну или другую сторону колесами, так как на наружный шарнир приходятся большие нагрузки.
неполадки внутреннего ШРУСа кроме хруста приводят к явной вибрации, которая ощущается даже при езде по прямой и ровной дороге.

Естественно, неисправность внутреннего ШРУСа определить сложнее. Давайте остановимся на этом более подробно. Самым простым способом, как проверить гранату внутреннюю, является движение по неровной дороге, где можно получить максимальные ходы подвески, но без резких ударов. Оптимально проверять шарниры на сухой грунтовой дороге, которая имеет размытые дождем ямы средней глубины.

Когда авто будет двигаться по такой дороге, передняя подвеска будет загружена, что вызовет постоянные осевые и угловые смещения обоймы внутреннего ШРУСа. В случае износа внутренней гранаты, такой шарнир будет хрустеть точно так же, как и наружный.

Если же проверка ничего не дала, тогда можно отправиться на подъемник. Однако следует учитывать, что при вывешивании колес нагрузка на ШРУСы минимальна и они могут не проявлять признаков неполадок.

Конечно, опытные мастера зачастую все равно выявляют неисправность, так как способны заметить даже небольшие люфты. Бывает, специалисты могут и вовсе разобрать подвеску и снять приводы, убрать чехол со ШРУС и сразу провести дефектовку.

При этом самостоятельно и без опыта скрытую проблему обнаружить бывает сложно. Исключением можно считать такой явный люфт, когда даже при вывешенных колесах (без нагрузки) граната стучит.

Особенности привода

Делать авто с ведущими передними колесами позволяют шарниры равных угловых скоростей (ШРУС), которые используются в конструкции привода. Особенность шарнира этого типа заключается в возможности передачи крутящего момента без потерь при повороте одной составной части привода относительно другой на угол до 70 град.

Вал привода переднего колеса автомобиля

Приводной вал автомобиля с передней ведущей осью должен выполнять несколько функций, причем одновременно. Он должен осуществлять передачу крутящего момента на ступицу колеса от коробки передач, обеспечивать возможность перемещаться колесу относительно кузова (при движении по неровностям), а также позволять изменять угол положения колеса, то есть, совершать повороты (что сопровождается надобностью в изменении длины вала). И все это делается благодаря шарнирам равных угловых скоростей.

В целом, конструкция приводного вала переднеприводного авто состоит из трех элементов:

Внешний ШРУС

Внутренний шрус

вал (со шлицами на концах для соединения с шарнирами);
внутренний ШРУС (который соединяет привод с КПП);
внешний ШРУС (для соединения со ступицей колеса).

Таких приводных валов в переднеприводном авто – два, на каждое ведущее колесо свой.

Подведем итоги

Как видно, на выход из строя внутренних или наружных ШРУСов четко указывают характерные признаки, рассмотренные выше

При этом важно понимать, что наружный и внутренний шарниры отличаются друг от друга, они испытывают разные нагрузки и выполняют несколько различные функции. Во время диагностики ШРУС внутренних или наружных, эти нюансы нужно отдельно учитывать

Также отметим, что регулярная проверка состояния пыльников гранат и своевременная, а также профессиональная замена самих пыльников и смазки ШРУС в ряде случаев позволяет избежать быстрого выхода шарниров из строя и преждевременной дорогостоящей замены этой детали.

В качестве итога отметим, что если все же необходима замена ШРУСа, тогда замена гранаты должна проводиться опытным специалистом. В условиях обычного гаража ШРУС поменять вполне можно, однако нужны специальные съемники, набор инструментов и навыки выполнения подобных работ.