Что такое ШРУС — граната в автомобиле

История создания ШРУСа

Поскольку конструкций шарнира равных угловых скоростей существует несколько, установить, какая из них возникла первой, достаточно сложно. Известно, что ШРУС шарикового типа, наиболее распространенный в наши дни, появился впервые в двадцатые годы прошлого века. Кулачковый ШРУС был разработан французским изобретателем по фамилии Грегуар. В начале двадцатых годов он запатентовал изобретение под именем «Тракта».

Еще один тип — спаренный карданный ШРУС — применялся, в основном, в автомобилях производства США двадцатых годов, таких как Cord L29, а также в трансмиссии французских автомобилей «Панар-Левассор» 50-60-х годов. В наше время применяется в схемах транспортных средств, не развивающих высокую скорость, к примеру, на тракторах.

Зачем нужен ШРУС в автомобиле

Как выглядит граната в автомобиле

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

• повышенная проходимость;
• 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.

Устройство и принцип работы ШРУСа

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.

Принципиального различия в схеме работы ШРУСа нет. Одна часть привода крепится при помощи ступичного подшипника к двигателю, вторая присоединяется к колесам. При включении передачи, двигатель передает движение по трансмиссии, и автомобиль совершает движение. Каждый ШРУС состоит из внутренней и внешней части. Внутри конструкции находятся специальные шарики, которые соединяют два элемента в жесткую конструкцию. Внешняя часть более подвижная и может работать при углах до 70 градусов. Внутренний элемент работает в пределах 20 градусов.

Важное значение, в работе гранаты имеет смазка. Все внутренние детали движутся с большими скоростями, поэтому хорошая смазка способна уменьшить трение и износ элементов конструкции. Как правило, каждый шарнир закрыт резиновым колпаком, чтобы грязь не попадала внутрь. Стоит отметить, что резиновая защита имеет большое значение в работе механизма. Если пыльник повреждается, смазка выходит наружу, грязь попадает на важные элементы и шарнир выходит из строя.

Наружная и внутренняя граната (ШРУС)

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.

Разновидности

Внешние и внутренние ШРУСы

На каждое колесо переднеприводного автомобиля устанавливаются 2 ШРУСа. Внутренний шарнир соединяет коробку передач и полуось, внешний – полуось со ступицей колеса. Работая в паре, они обеспечивают передачу крутящего момента при всех типах нагрузок.

В наиболее распространённых шариковых шарнирах, внешние ШРУСы оборудованы радиусными канавками, обеспечивающими бесперебойность работы автомобиля при поворотах колёс. Внутренние гранаты с прямыми канавками компенсируют перемещения деталей узла вдоль оси при колебаниях передней подвески и вибрации автомобиля.

Конструктивные отличия различных типов ШРУСов мы опишем ниже.

Триподные

В триподных ШРУСах вместо шариков используются сферические ролики, которые крепятся на пальцах опоры с помощью подшипников.

Триподные автомобильные гранаты устанавливаются как на легковые, так и на грузовые машины с малой грузоподъёмностью.

Принцип работы триподной автомобильной гранаты

Внутреннее устройство триподного ШРУСа

Шариковые ШРУСы

Шарнир равных угловых скоростей шарикового типа не сильно отличается от трипоидного. Только в нем использованы не 3 шарика, а большее количество, 6, которые также вращаются и одновременно перемещаются по продольному каналу. Такая конструкция получилась более сложной, но она способна передать вращение под еще большим углом между осями.

Кулачковые

Кулачковые ШРУСы конструктивно состоят из 2 вилок и 2 фасонных дисков. Площадь сцепления (контакта) вилок является значительной, поэтому элементы шарнира выдерживают серьёзные нагрузки при эксплуатации.

Кулачковые шарниры получили широкое распространение на грузовых автомобилях повышенной грузоподъёмности.

Внутреннее устройство кулачковой автомобильной гранаты

Спаренные карданные

Являются наименее востребованными устройствами. Изготавливаются из двух карданных шарниров, состыкованных между собой.

В настоящее время используются при производстве мощной строительной техники, тракторов, некоторых моделей грузовиков и внедорожников.

Как выбрать ШРУС

На сегодняшний день существует несколько конструкций данной автомобильной комплектующей, выделить среди которых как самые популярные нужно следующие:

• трипод;
• реппа;
• сухариковые (кулачковые);
• шариковые;
• спаренные.

Наиболее часто в современных транспортных средствах встречаются именно шариковые запчасти. Спаренные и кулачковые наиболее часто используются спецтехникой, грузовыми автомобилями, а также тракторами.

Почему ломаются ШРУСы

Шарниры равных угловых скоростей современных автомобилей рассчитаны на весь срок службы транспортного средства, однако нередко они выходят из строя внезапно для автовладельца и в самый неподходящий момент. Происходит это как по причинам естественного износа подвижных элементов, так и по вине автолюбителей.

В большинстве случаев виновниками проблем становятся негерметичные пыльники — в процессе эксплуатации они покрываются трещинами и получают всевозможные повреждения. Дорожная грязь и осадки начинают попадать в подвижные соединения и выступают в роли абразива. Спустя несколько сотен или тысяч километров пробега с порванным пыльником ШРУС сильно изнашивается и начинает хрустеть (обычно в поворотах), а затем заклинивает или теряет ролики подшипников.

Вторая причина поломки «гранат» связана с неадекватным вождением или неграмотным вмешательством в конструкцию машины. Управляя гражданским автомобилем, стоит помнить, что он не рассчитан на длительные экстремальные нагрузки — резкие старты с пробуксовками и систематические торможения трансмиссией. Старты с вывернутыми колёсами, при которых наружные шарниры частично зажаты, приводят к запредельным нагрузкам на их элементы.

В группе риска оказываются и любители тюнинга, «разгоняющие» мотор автомобиля, но забывающие о том, что штатные приводы и ШРУСы не рассчитаны на передачу слишком большого крутящего момента.

Как распознаются неполадки шруса

Поломка шруса, однозначно, обездвиживает автомобиль. И случается это всегда неожиданно. Не зря же ее называют гранатой – если она есть в машине, то рано или поздно обязательно рванет.

При производстве шарниров производитель не закладывает возможности ремонта. Если он пришел в негодность, то надо менять целиком всю конструкцию. Дело это не дешевое и трудоемкое.

Но это еще не самое страшное, гораздо опасней последствия внезапной поломки шруса, когда автомобиль находится в движении.

1. Предельный износ приводит к стопору шарнирного механизма и как следствие, резкой остановке машины. Автомобиль стопориться на проезжей части, создавая помехи движению.
2. В силу большой изношенности, с некоторых подшипников срываются иглы и по протоку попадают в картер, где перемалываются шестернями. Это имеет катастрофические последствия для автомобиля, вплоть до ее утилизации.

Понять, что со шрусом творится что-то неладное, можно по характерному хрусту на поворотах, и на старте. Могут наблюдаться рывки на старте.

Чтобы определить исправность наружного  шарнира, нужно закрутить руль до предела и дать ходу. Если хруст слышен, это означает, что деталь подлежит замене. Для проверки исправности внутреннего шарнира нужно проехаться по бездорожью. О неисправности будут говорить усиливающиеся шумы при попадании в ямы. Также, можно поднять машину на подъемник, включить мотор и прислушаться к шумам, когда колеса крутятся на весу.

Проверить гранаты можно еще одним способом: на подъемнике, переключить на первую скорость или «D». Услышите хруст – шрус поломался.

Устранение неисправности ШРУСа

ШРУС устроен достаточно просто. По сути, это набор подшипников или шариков, двигающихся в своих каналах, но выполнить ремонт его несколько сложнее. В любом случае машина должна ездить, поэтому и гранату нужно ремонтировать:

• Если порван пыльник, то для его замены нужно отсоединить передаточный механизм от КПП или ступицы колеса.
• Разобрать гранату и при помощи съемного устройства стянуть обойму со шлицов оси привода.
• Снять пыльник и установить новый.

Аналогично выполняются работы по замене шариков или всего ШРУСа целиком. Важно при сборке плотно надеть пыльник на свое место и хорошо затянуть винты на фланце при его закреплении.

Что будет если не менять ШРУС привода

Если в ходовой части авто проявляются признаки неисправности в виде хруста или имеются поврежденные пыльники на гранате, то не стоит оставлять эту проблему на лучшее время. Устранить дефект следует оперативно, пока не возникли еще более серьезные поломки в виде клина ходовой или иных проблем. Стоимость гранаты намного больше, чем цена работ по замене пыльника и смазки в механизме.

Срок службы и обслуживание

Граната в легковушке – это расходник. Менять ее придется достаточно часто. Благо стоимость узла и ремонта обычно не самая высокая.

Сколько отходит заводская деталь зависит от трех факторов:

• Манеры вождения;
• Модели машины;
• Своевременного обслуживания.

Первый фактор имеет решающее значение. Особенно сильно гранаты боятся наваливания гашетки при вывернутом в крайнее положение руле. В такие моменты узел испытывает максимальные нагрузки.

Если вы в основном двигаетесь спокойно, то ресурс для вашей машины можно поискать на тематических форумах. Есть авто, в которых штатное изделие может отходить больше ста тысяч.

Под своевременным обслуживанием подразумевается периодический осмотр пыльников, своевременная их замена и набивка смазкой. Если в резинке появится трещина, то смерть шруса наступит всего через пару недель. А в дождливую погоду это может случиться еще быстрее. Виной всему вода, которая, попадая в узел, приводит к коррозии и вымыванию защитной смазки.

Наверняка вам будет интересно узнать, что кроме гранат абсолютно во всех обычных легковушках есть телевизор! Обязательно прочитайте нашу статью об этом, чтобы быть знающим автовладельцем.

Пыльники, кстати, стоят совсем недорого. Смазка тоже дешевая и называется банально – «ШРУС». Во время покупки не забудьте проверить, чтобы в комплекте с пыльниками шли хомуты для их затяжки.

Совет как продлить жизнь гранаты:

1. Не давить педаль в пол на повороте, особенно при трогании
2. Вовремя менять пыльники и смазку

Ресурс внешней и внутренней гранат сильно отличается. Первая подвержена большим усилиям, так как вынуждена поворачиваться на значительные углы, а потому чаще дает о себе знать.

Внутренняя деталь вполне может не беспокоить весь срок службы автомобиля.

Как продлить срок службы внешних и внутренних гранат

Любой шарнир угловых скоростей, внутренний или внешний, нуждается в периодическом обслуживании. Оно заключается в своевременном определении повреждения пыльника и его замене. Новая смазка и защита от грязи гарантирует долгую работу без сбоев. Также не забывайте о том, что ШРУС критичен к сильным амплитудам колебаний и при быстрой езде по неровной дороге может и вовсе разрушится. Чем больше изгиб и выше скорость вращения, тем больше его детали находятся под нагрузкой, стремящейся выломать его, вырвать шарниры из каналов. Также езда по песчаной дороге тоже даст о себе знать. Если вы планируете такую поездку, то предварительное изучите состояние пыльников и замените порванный. Или сразу после поездки, так как дальнейшая езда без защиты от пыли приведет к поломке ШРУСа, а новый стоит дорого. Например, механизм марки ASVA стоит 3180 руб., а комплект Metelli обойдется в 4100 руб. Многие мастера советуют менять штатные хомуты на стальные с винтовыми зажимами.

Как эксплуатировать авто с хрустящей «гранатой»

Многих автомобилистов волнует вопрос о том, сколько можно ездить с неисправным ШРУСом. Если поломка проявляется только в поворотах, эксплуатировать узел можно довольно долго. Важным условием его «реанимации» является замена смазки и пыльника.

При выполнении поворотов следует придерживаться невысокую скорости. Если сломан внутренний ШРУС, для его окончательного выхода из строя понадобится больше времени, чем в случае с наружным.
Когда посторонние звуки возникают при езде прямо или не исчезают вовсе, замену узла нельзя откладывать. Подобный шарнир может окончательно сломаться в любой момент. Это сделает дальнейшее движение невозможным.

Последствия несвоевременной замены ШРУСа

Если не обращать внимания на явные признаки неисправности ШРУСа, то это рано или поздно приведет к следующим последствиям:

• ШРУС просто развалится в процессе движения и автомобиль потеряет возможность двигаться. Это самый благоприятный вариант развития событий.
• ШРУС заклинит. Одно из ведущих колес престанет вращаться, а второе нет. На высокой скорости это может стать причиной потери управления и серьезного ДТП.

Закрывать глаза на появившиеся симптомы неисправности точно не стоит, в дальнейшем из-за этого можно потерять не только деньги и время, но и собственное здоровье.

Достоинства и недостатки ШРУСа

К явным преимуществам ШРУСа можно отнести то, что при передаче при помощи этого шарнира потери мощности, по сравнению с другими аналогичными механизмами, почти не наблюдается. Другие плюсы — его легкий вес, относительная надежность и простота замены в случае поломки.К недостаткам ШРУСов следует отнести наличие в конструкции пыльника, который одновременно является контейнером для смазки. Расположен ШРУС в таком месте, где его соприкосновение с посторонними предметами практически невозможно предотвратить. Пыльник может быть порван, к примеру, при езде по слишком глубокой колее, при переезде через препятствие и тп. Как правило, узнает об этом владелец автомобиля только тогда, когда грязь уже попала внутрь пыльника через трещину в пыльнике, спровоцировав интенсивный износ. Если есть уверенность, что это произошло недавно, можно снять шрус, промыть его, заменить пыльник и заполнить его новой смазкой. Если же неприятность случилась значительное время назад, ШРУС обязательно выйдет из строя раньше времени.

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.