Что такое граната в автомобиле

Беспроигрышная передача крутящего момента — ШРУС

Несомненно, у автомобилей с передним приводом есть множество достоинств. Как известно они более экономичны, легче управляются и имеют более повышенную проходимость. Но есть и задача, поставленная перед производителями. Как на колеса, которые управляют автомобилем передать крутящий момент? Обычные применяемые способы здесь не работают, поскольку угол отклонения колес от продольной оси составляет 35-37 градусов.

Решение конструкторов не заставило себя ждать, они предложили применять простой карданный шарнир. Но впоследствии опытным путем было выяснено, что стабильная его работа может протекать при углах не более 12 градусов.

При больших углах происходит потеря мощности, проявляется неравномерное вращение, вибрация и множество других факторов. Тогда было принято изобрести специализированное устройство, без недостатков, обнаруженных в кардане. После этого на свет появился шарнир равных угловых скоростей, сокращенно ШРУС или граната.

Его появление связано с 20 годами прошлого века. Именно это устройство под названием шарнир равных угловых скоростей стало использоваться и используется, по сей день, для передачи крутящего момента на ведущие колеса автомобилей с передним приводом.

Разновидности

За прошлый век было разработано предостаточное множество различных конструкций ШРУС, но широкое распространение и применение на автомобилях получили далеко не все. На данный момент используются следующие виды шарниров:

– Шариковые или шарниры «Рцеппа». Разработчиком данного вида был конструктор Альфред Рцепп;
– Кулачковые или сухариковые гранаты;
– Трипоидные шарниры с игольчатыми подшипниками;
– Спаренные карданные шарниры.

В основном на новые автомобили устанавливаются шариковые или трипоидные шарниры с игольчатыми подшипниками. Другие представленные виды, а именно спаренные шарниры и кулачковые нашли свое применение на тракторах, грузовых машинах и специальной технике.

Конструкционная особенность гранаты (ШРУС)

Все виды ШРУС имеют индивидуальные отличительные особенности в конструкции. Чтобы выяснить это, нужно более подробно рассмотреть устройство на примере шариковых и трипоидных шарниров.

ШРУС шариковый

Корпус шарикового шруса представляет собой наружную обойму, внутри которой располагаются канавки. Внутри корпуса расположена внутренняя обойма, также имеющая канавки. Еще в конструкцию входит сепаратор и 6 шариков. Шарики расположены в канавках между внутренней обоймой и наружным корпусом и фиксируются сепаратором, который предостерегает их от рассыпания.

На корпусе имеется небольшой шлицевой вал. Чтобы установить приводной вал, внутренняя обойма также имеет соединение на шлицах. По типу расположения на автомобиле ШРУС может быть внешним или внутренним. Внутренний ШРУС устанавливается в коробку передач, а наружный в ступицу ведущего колеса. Внешний ШРУС имеет радиусные шлицевые канавки, а внутренний прямые. Объяснение разницы канавок будет рассмотрено ниже.

Трипоидный ШРУС

Различают два вида трипоидных шарниров, они могут быть жесткими или универсальными. Универсальный имеет корпус, в котором расположены три канавки, трехлучевую опору, напрессованную на вал и трех роликов, которые имеют шаровую поверхность и закреплены на пальцах опоры при помощи подшипников.

Ролики и вал с трехлучевой опорой располагаются в корпусе, причем ролики могут свободно перемещаться в канавках. В жестких трехлучевая опора с роликами также расположена внутри корпуса, но с опорой взаимодействует вилка с тремя пазами, в которых двигаются ролики. Применяются универсальные шарниры только как внутренние, а жесткие как внешние.

Постоянная смазка просто необходима любому виду из ШРУС. Для смазки используют различные пластичные материалы, которые заполняют весь объем шарнира. Для предотвращения выдавливания смазочного материала применяют резиновый гофрированный пыльник, который также оберегает от попадания грязи. Пыльник гнется одновременно с шарниром и обеспечивает при этом герметичность.

Эксплуатация ШРУС в автомобиле

Из выше сказанного знаем, что ШРУС применяется для передачи момента ведущим управляемым колесам автомобиля с передним приводом. Но получается, так что на одно колесо предусмотрен не 1 ШРУС, а два, т.е. внешний шарнир и внутренний. Напрашивается вопрос, зачем нужно два шарнира? На самом деле все просто.

Устанавливается внутренний шарнир между КПП или редуктором и полуосью, внешний устанавливается между ступицей и полуосью. Из этого следует, что две гранаты обеспечат нормальное вращение колеса, независимо от различных отклонений полуоси и развала-схождения.

Теперь становится все понятно относительно прямых и радиусных канавок, выполненных на шлицах внутренних и внешних ШРУС. Прямые канавки, выполненные на внутреннем шарнире, предоставляют движение элементов шарнира вдоль оси, за счет этого уменьшается вибрация на двигателе и амплитуда колебаний подвески. Радиусные канавки, выполненные на внешней гранате, обеспечивают увеличение угла поворота ШРУС, а значит и ведущего колеса.

Симптомы неисправности

Наиболее долговечными и качественными узловыми элементами конструкции автомобиля являются ШРУС. Для защищенности от неблагоприятного воздействия шарниры равных скоростей предохраняются резиновым пыльником. Он удерживает герметичность от соприкосновения элементов гранаты с влагой, грязью и пылью.

Если машина своевременно проходит технический осмотр и качественно обслуживается, эксплуатируется по асфальтным дорогам, то внешние и наружные гранаты служат длительное время, не причиняя неудобств владельцу автомобиля.

При эксплуатации автомобиля по бездорожью на не качественных дорогах с ямами и ухабами, возникают различные неисправности шарниров равных угловых скоростей. Необходимо выделить основные причины поломки гранат:

– пыльник повреждается и внутрь гранаты попадает различные виды загрязнений и влаги;
– эксплуатация шарнира с некачественной смазкой или с ее отсутствием;
– брак на производстве при изготовлении ШРУС или применение некачественного металла;

Если при эксплуатации автомобиля появились посторонние шумы, характеризующие себя как пощелкивание, характерный скрежет или металлический хруст, то стоит обратить внимание на исправность внутренней или наружной гранаты транспортного средства.

Все неисправности возникают от проникновения пыли или грязи между обоймами и шариками, т.е. в пространство между элементами гранаты. При выполнении ремонта подвергается к замене вся граната целиком на аналогичную.

В целом такое конструктивное устройство, как шарнир равных угловых скоростей обеспечивает долговечную, эффективную эксплуатацию транспортного средства. И редко заставляет владельцев автомобилей посещать автосервис.

Шрус: описание,виды,неисправности,устройства,замена,фото,видео.

Автомобили, оснащенные передним приводом, в 60-х годах очень заинтересовали инженеров и разработчиков практически всех автомобильных брендов. Считалось, что такая компоновка кузовов дает возможность получить больше свободного места в салоне. Для осуществления этой идеи инженеры придумали достаточно сложный на тот момент механизм. Он позволял обеспечить вращение передних колес и управлять ими при более компактных размерах конструкции.

ШРУС был изобретен достаточно давно, по наиболее распространенной версии он был изобретен еще в двадцатых годах прошлого века Альфредом Рцеппом. Потому не удивительно, что с тех пор появилось множество разновидностей данной детали:

• сухариковый – устанавливается исключительно на грузовиках;
• триподный – как правило, используется в качестве внутреннего ШРУСа;
• спаренный шарнир – применяется довольно редко в силу сложной конструкции;
• шариковый, или ШРУС Рцеппа – наиболее распространенный вид, который и применяется чаще всего на осях легковых автомобилей.

Именно это изобретение и стало революционным для конструирования легковых авто с передним приводом.

УСТРОЙСТВО ШРУСА

Здесь можно увидеть фото ШРУСа шарикового, благодаря которому станет понятней, что же собой представляет данная деталь в собранном состоянии. Если говорить о ее составляющих, то их, на самом деле, не так много:

1. Корпус с наружной обоймой.
2. Сепаратор.
3. Внутренняя обойма.
4. 6 шариков.
5. Вал.
6. Кольцо стопора.
7. Пыльники внешний и внутренний, их удерживают хомуты.

Если собрать воедино эти оставляющие, то они внешне действительно напоминают некую гранату.

Все эти детали собираются в ШРУС наружный и ШРУС внутренний. Внутренний передает вращательные движения к внешнему механизму, в результате и производится изменение угла полуоси по отношению к оси.

Зачем нужен ШРУС в автомобиле

Необходимость изобретения ШРУСа возникла одновременно с появлением первых автомобилей с передним приводом. 3 основных преимущества переднеприводных машин хорошо известны каждому автомобилисту:

• лучшая управляемость;
• экономичность.

Но, при передаче крутящего момента на управляемые колёса, постоянно изменяющие своё положение, возникали серьёзные потери мощности и другие негативные последствия:

1. Обычные шарнирные механизмы быстро приходили в негодность.
2. Вращение на колёса передавалось неравномерно.
3. Возникала сильная дополнительная вибрация.
4. Валы и шестерни трансмиссии работали со значительными перегрузками.

Изобретение автомобильной гранаты в 20-х годах прошлого века позволило полностью решить эту сложную техническую задачу. С помощью ШРУСа крутящий момент на управляемые колёса передаётся без потерь мощности и других недостатков.

Благодаря надёжности и простоте, шарнир равных угловых скоростей также широко используется на заднеприводных машинах, в которых установлена независимая подвеска.

Качественная граната отличается длительным ресурсом работы. При бережной эксплуатации автомобиля необходимость её замены или ремонта возникает крайне редко.

Признаки неисправности ШРУСа

ШРУСы относятся к категории наиболее надёжных и долговечных узлов автомобиля. Для защиты от неблагоприятного воздействия шарнирное соединение внутри устройства защищено гибким пыльником. Пыльники препятствуют проникновению к местам контакта деталей шарнира грязи, влаги и пыли. При езде по дорогам с хорошим покрытием и своевременном техническом обслуживании, автомобильные гранаты служат владельцу авто долгие годы без ремонта.

Неисправности шарниров равных угловых скоростей, чаще всего, возникают при активной эксплуатации автомобиля на плохих дорогах или бездорожье. Основными причинами выхода из строя ШРУСов являются:

1. Повреждение пыльника и проникновение загрязнений внутрь шарнирного соединения.
2. Отсутствие или применение низкокачественной смазки.
3. Использование бракованного металла или нарушение технологий при производстве устройства.

Характерным признаком неисправности автомобильной гранаты является появление посторонних звуков при эксплуатации машины (специфического хруста, пощёлкивания или скрежета). Они возникают вследствие попадания частичек пыли или грязи в пространство между элементами шарнира (обоймами и шариками). При ремонте необходимо заменить ШРУС целиком на новый аналог.

Но, в целом шарнир равных угловых скоростей – это устройство, обеспечивающее надёжную, долговечную и эффективную эксплуатацию автомобиля. ШРУС редко становится причиной обращения в автосервис.

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.

1. 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.
2. После извлечения всех шариков, займитесь установкой сепаратора, который размещают в вертикальном положении, а его окна должны пересекаться с торцом корпуса.
3. 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.
4. 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.

Внутренний и внешний ШРУС

Попытаемся разобраться, что собой представляют в трансмиссии переднеприводных автомобилей внутренний и внешний ШРУСы. Речь пойдет не только об особенностях конструкции, но и механизме передачи вращательного движения от коробки переменных передач либо вала редуктора на ведущие колёса, требуя как минимум два шарнира на пути. Дело в том, что иметь по одному ШРУСу на каждое колесо оказывается мало, нужна их пара. Поэтому, напомним еще раз, что сама конструкция необходима для обеспечения свободы передвижения вала. Внутренний шрус устанавливают внутри корпуса коробки передач, в то время как внешний у самого колеса.

Оба шруса необходимы для успешного передвижения автомобиля. Однако, между ними существует определенное отличие, которое зависит от модели автомобиля. Попытаемся разобраться, в чем же разница между ними. Во-первых, внутренний больше по размерам, поэтому и стоит дороже. Его основное предназначение – передача вращения от трансмиссии к валу. Внешний ШРУС должен вращать ступицу колеса, поскольку у него посадочные шлицы. Отсутствие достаточного количества свободного пространства неоднократно вынуждает специалистов сделать его в габаритах намного меньшим.

НАСКОЛЬКО ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМЫ ПРАВЫЙ И ЛЕВЫЙ МЕХАНИЗМЫ

Часто возникает такая ситуация, что полностью заменить гранату нет возможности, и можно только переставить ту или иную деталь с другого автомобиля. И тут возникает вопрос, можно ли ШРУС внутренний правый заменить на ШРУС внутренний левый, или наоборот. Как правило, взаимозаменяемы только внешние чаши, а вот внутренние имеют разное направление резьбы на хвостовике.

Но все может зависеть от конкретной модели автомобиля. У некоторых из них на обоих полуосях стоят одинаковые гранаты, как внешние, так и внутренние.

Зато пыльник ШРУСа с обоих сторон одинаковый, так что его смело можно смело переставлять с правой гранаты на левую, если в этом есть крайняя необходимость.

Из всего сказанного выше делаем вывод, что при желании можно избежать дорогого и сложного ремонта ШРУСа. Достаточно заменить пыльники, защищающие детали от попадания грязи, воды и от вытекания смазочного материала. В результате ШРУС будет служить на протяжении десятилетий, полностью выполняя свои функции.

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС)

Шарнир равных угловых скоростей (сокращенно ШРУС или «граната» – это одно и то же) – такое название одного из элементов трансмиссии автомобиля часто можно услышать на автосервисных предприятиях и в мастерских, но далеко не все автомобилисты представляют себе, что это такое и какие последствия может вызвать неисправность этого узла.

Существует несколько видов шарниров равных угловых скоростей, отличающихся друг от друга не только конструкцией, но и местами их использования.

В рамках данной статьи мы рассмотрим следующие вопросы:

• Для чего в автомобиле нужен ШРУС и где он находится?
• Виды шарниров равных угловых скоростей, как они устроены и работают?
• Как проверить ШРУС на исправность, и каковы внешние проявления неисправности этого узла и последствия его выхода из строя?

Что такое ШРУС и зачем он нужен в автомобиле

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) – это механизм, обеспечивающий равномерную передачу крутящего момента к ведущим колесам при их повороте на угол до 70° относительно оси. Используются такие шарниры на автомобилях с независимой подвеской в конструкции привода управляемых колёс.

Задача передачи крутящего момента от двигателя к колёсам оказалась в техническом плане не такой уж простой и потребовала от автоконструкторов создания трансмиссии. При этом колеса «живут» в машине своей жизнью и крепятся к кузову независимо по отношению к коробке передач.

Для заднеприводных автомобилей вопрос решился использованием в конструкции кардана. А вот для переднеприводных автомобилей потребовались иные устройства, обеспечивающие передачу вращательного движения к «подпрыгивающим» относительно кузова колесам.

Дело в том, что обычный кардан с крестовиной, при вращении с постоянной угловой скоростью ведущего вала, не в состоянии обеспечить постоянную угловую скорость расположенного под углом вала ведомого. А дополнительные рывки и торможения при передаче крутящего момента от двигателя к колёсам автомобиля абсолютно неуместны.

Технические приёмы, обеспечивающие компенсацию такой неравномерности угловых скоростей, оказались эффективными до углов между осями ведущего и ведомого колес не более 20⁰.

В то же время для переднеприводных автомобилей требовалось обеспечить передачу крутящего момента без «искажений» при углах поворота колёс до 70⁰, причём такая передача должна была быть ещё и очень надежной, ведь узел подвергается высоким нагрузкам.

Теоретическое решение – ШРУС, было найдено давно: устройство запатентовано еще в 20-х годах прошлого века инженером А.Рцеппой (шарнир Рцеппа), а для его практической реализации потребовалось почти 40 лет (Япония, 1963 г.).

Конструктивно один из распространённых вариантов ШРУС выглядит следующим образом.

Ведущий вал посредством шлицевого соединения приводит в движение внутреннюю обойму, на рабочей стороне которой выполнены шесть канавок. На внешней обойме шарнира (соединённой с ведомым валом) также выполнено шесть канавок. А обоймы связаны между собой через шарики, расположенные в вырезах сепаратора.

Подобная конструкция обеспечивает (в отличие от простой карданной передачи) равенство мгновенных угловых скоростей ведущего и ведомого валов.

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.

Как определить неисправность ШРУС

Срок службы ШРУСов в современных автомобилях при правильной эксплуатации практически сопоставим с ресурсом самой машины, хотя условия работы наружных и внутренних шарниров существенно отличаются (наружные узлы более нагружены, так как воспринимают воздействия непосредственно от колёс).

Заводской брак редко является причиной поломки ШРУСА, а вот эксплуатационный характер отказа встречается куда чаще. Прежде всего, это может быть банальное повреждение пыльника, и, как следствие, попадание в смазку шарнира влаги, пыли и грязи с содержанием абразива.

Именно поэтому периодический визуальный осмотр целостности пыльников обязателен при периодическом обслуживании автомобиля. Замасленная деталь или следы смазки, разбрызганные по колесу – явное свидетельство необходимости замены пыльника (если только отказ не перешел в более тяжёлую стадию).

Другая частая причина отказа – агрессивный характер вождения, особенно с вывернутыми до упора колёсами. При таком стиле вождения шарниры испытывают запредельные нагрузки, неизбежно приводящие к отказу. К похожему результату можно прийти при частой езде по разбитым дорогам.

Для наружных и внутренних ШРУСов внешние признаки неисправности несколько отличаются из-за разных условий эксплуатации и определяются (помимо состояния пыльников) в основном «на звук» и наличие люфтов.

Высоко нагруженные наружные шарниры на ранних стадиях отказа издают звук похожий на свист полностью изношенных тормозных колодок. Дополнительно состояние узла проверяется на ровной дороге: при резком трогании с места с вывернутыми колёсами. Появление характерных толчков или щелчков свидетельствует о неисправности шарнира. Полезно в этом случае сразу осмотреть пыльники (тем более что для этого не требуется поднимать машину).

Если в начале движения слышен хруст – это свидетельство необходимости безотлагательных мер по замене наружного ШРУСа. Характер звука при этом весьма специфический: его трудно спутать с другими звуками, и раздаётся он с той стороны, с которой произошла поломка.

Определить какой из внутренних ШРУСов неисправен – внутренний правый или внутренний левый – несколько сложнее.

1. Для этого автомобиль вывешивается на подъёмнике, и тем самым добиваются максимального угла шарнира (между приводным валом и поверхностью земли).
2. Двигатель запускается, и при включённой передаче прослушивают узел на посторонние звуки. Хруст слева или справа свидетельствует о поломке соответствующего шарнира.
3. Кроме этого проверяется люфт приводного вала между наружным и внутренним шарнирами. При исправных шарнирах люфт отсутствует.

Если нет возможности установить машину на подъемник, выбирают участок дороги с ямами и рытвинами, и аккуратно въезжая в них колёсами с разных сторон (фактически вывешивая автомобиль с соответствующей стороны) выявляют посторонние шумы (хруст).

Последствия эксплуатации автомобиля с неисправными ШРУСами, особенно на стадии уже выявленного хруста, могут быть весьма тяжёлыми, ведь хруст сигнализирует о возможности скорого внезапного разрушения шарнира. В свою очередь это может привести к заклиниванию колёс и созданию аварийной ситуации на дороге.

Замена ШРУСов обходится не дёшево: узлы оригинальных приводов достаточно сложные механизмы изготовленные из специальных материалов. А в запущенных случаях разрушение внутреннего ШРУСа может привести к попаданию остатков игольчатых подшипников в картер коробки передач и необратимым повреждениям уже самой коробки.

Видео: как проверить внутренний и наружный ШРУСы на исправность

Источник http://shokavto.ru/chto-takoe-granata-v-avtomobile/
Источник http://seite1.ru/zapchasti/shrus-opisanie-vidy-neispravnosti-ustrojstva-zamena-foto-video/.html
Источник Источник http://unit-car.com/ustroystvo/35-shrus.html