Содержание [скрыть]
Для стабильной передачи вращающего момента двигателя от КПП к ведущим колесам на переднеприводных автомобилях используется конструкция, которая состоит из полуосей и шарниров равных угловых скоростей (ШРУСов).
Принцип работы ШРУСов обеспечивает незначительные потери при трении, а также компенсирует ход передней подвески и поворотные движения передних колес в пределах до 70 градусов. Необходимая степень свободы обеспечивается за счет углов изгиба и осевого перемещения узла.
В процессе эксплуатации ШРУС испытывает постоянные нагрузки высокой интенсивности, поэтому для его изготовления применяются высокопрочные материалы, что в теории гарантирует ресурс по продолжительности сравнимый с полным сроком службы автомобиля.
Виды ШРУСов
Наиболее распространенными в автомобилестроении шарнирами равных угловых скоростей являются следующие виды:
- шариковый;
- трипоидный.
Также существуют другие конструкции ШРУСов, преимущественно узкоспециального назначения: кулачково-дисковые, спаренные, четырехшариковые типа «Вейсс».
Устройство шарикового шарнира
Шариковый шарнир равных угловых скоростей состоит из следующих деталей:
- чашеподобный корпус с внешней обоймой и валом,
- сепаратор (плоское кольцо со специальными отверстиями),
- сферическая внутренняя обойма (кулак),
- шесть металлических шариков,
- стопорное кольцо.
На поверхностях корпуса и внутренней обоймы нанесены делительные канавки. Их число равно количеству шариков. У внутренних шариковых ШРУСов канавки имеют прямую форму, что дает возможность деталям перемещаться вдоль оси для компенсации вибраций двигателя и подвески. Наружные ШРУСы изготавливаются с радиусными канавками для увеличения возможного угла поворота привода при маневрировании автомобиля.
Шарики удерживаются сепаратором в необходимом положении между корпусом и кулаком. Момент вращения от дифференциала направляется через внутреннюю обойму на шарикоподшипники, которые передают усилие на внешнюю обойму и ведомый вал шарнира, заставляя крутиться колеса.
При изменении угла взаимного расположения валов (повороте руля) шарики перемещаются по направляющим канавкам, что обеспечивает непрерывное распространение усилия для движения передних колес.
Получить наглядное представление о конструкции шарнира можно из следующего видео:
Устройство трипоидных шарниров
В корпус универсального шарнира вставлен вал с запрессованной трехпальцевой опорой. На опоре с помощью игольчатых подшипников закреплены три ходовых ролика с шаровой поверхностью. Ролики перемещаются вдоль оси по канавкам на внутренней поверхности корпуса. Особенности конструкции ограничивают применение данного варианта только в качестве внутренней гранаты.
Жесткий трипоид состоит из корпуса, в котором закреплена трехпальцевая опора с роликами. К опоре присоединяется вилка с тремя специальными пазами, в которых перемещаются ролики. Данный тип трипоида предназначен для установки со стороны колеса.
Применение ШРУСов в переднем приводе
Конструкция ходовой части любого переднеприводного автомобиля включает в себя четыре ШРУСа: по два на каждой полуоси (как на фото ниже). Внешние гранаты соединены со ступицей колеса, а внутренние вставлены в дифференциал.
В результате система «внутренний ШРУС – приводной вал – внешний ШРУС» обладает компактными размерами и обеспечивает нормальное постоянное вращение ведущих колес независимо от вибраций силового агрегата, отклонений полуосей, перемещений подвески, развала и схождения колес.
Почему ШРУС хрустит
Все составные части шарнира изготовлены с минимальными допусками, и в собранном шарнире люфт между деталями отсутствует.
Со временем при движении шариков по делительным канавкам корпуса и внутреннего кулака образуется выработка, из-за чего между деталями появляются зазоры. Свободное перемещение шариков по увеличившимся канавкам вызывает характерные хрустящие звуки, которые сигнализируют о скором выходе гранаты из строя.
Также хруст может возникнуть при попадании инородных частиц между шариками и поверхностью обойм или при вымывании смазки из узла.
Чтобы не допустить попадания грязи, пыли и воды, граната герметично защищена пыльником из резины или полимерных материалов. Гофрированная форма защитного чехла обеспечивает сохранность пыльника при изгибах и растяжениях.
На фото ниже представлен левый внешний ШРУС METELLI для Пежо Бипер с пыльником и комплектом стопорных колец:
Для обеспечения эксплуатационного ресурса шарнира, его внутреннее пространство должно быть заполнено специальным смазочным материалом. Тип применяемой смазки зависит от конструкции детали.
