Конструкция шруса: ШРУС — устройство и неисправности

Содержание

ШРУСы: с чего все начиналось и к чему пришло

Задача передачи крутящего момента между подвижными валами на автомобилях начала XX века вполне успешно решалась применением сначала цепей, а затем и карданных соединений. Первые полноприводные машины довольствовались карданными соединениями с неравными угловыми скоростями,  поскольку преимущества полного привода перевешивали недостатки в виде вибраций и потери мощности. Например, Spyker HP 60/80 1903 года вполне обходился вовсе без ШРУСов. Однако сегодня представить автомобиль без этого узла невозможно. Вспоминаем, как модернизировался шарнир равных угловых скоростей и что он представляет собой сегодня.

 

На заре автомобильной эпохи в переднее- и полноприводных машинах использовались сдвоенные карданные шарниры в разных конструктивных вариантах. От простого двойного шарнира до специально разработанных конструкций с кинематикой двойного карданного шарнира, но имеющих принципиально другую конструкцию, например кулачково-карданного шарнира типа «Тракта» или кулачково-дискового шарнира, хорошо знакомого водителям отечественной грузовой техники с полным приводом. Именно эти специализированные конструкции часто называют первыми ШРУСами. К сожалению, ресурс и КПД таких конструкций были очень низкими и не позволяли реализовать массовые конструкции с передачей высокой мощности и большим ресурсом.

Настоящим шарниром с постоянной угловой скоростью стали шарниры типа Вейсс. Конструкция без сепаратора позволяла разместить всего два шара для реализации точек передачи момента, что ограничивало момент и ресурс, но зато КПД оказался значительно выше, чем у кулачково-карданных шарниров, а угол между валами превышал 30 градусов. Карл Вейсс запатентовал конструкцию в 1923 году, а в годы Второй мировой войны именно шарниры этого типа применялись на почти всех полноприводных легких автомобилях, от Willys, Dodge и ГАЗ до Kubelwagen. В настоящее время шарниры такого типа почти не встречаются, разве что на очень старых конструкциях или на грузовиках разработки 60-х годов.

В 1927 году инженер компании Ford Альфред Рцеппа запатентовал шарнир лучшей конструкции, с сепаратором и без вилок. Именно его идея лежит в основе конструкции современных шарниров. Положение шаров в этом шарнире задается отдельной деталью — сепаратором, который удерживает их в плоскости биссектрисы угла между валами. В оригинальной конструкции сам сепаратор был не самоустанавливающимся, его положение задавалось отдельным делительным рычажком.

Развитие этой конструкции можно увидеть в виде шарниров типа GKN — в них нет делительного рычажка, канавки простой формы, как и у Рцеппы, но сепаратор сложной формы позволяет шарикам держать нужное положение. К сожалению, рабочий угол такой конструкции невелик (до 20 градусов), и с увеличением угла между валами сильно снижается КПД, но зато у нее есть податливость в продольном направлении, что важно для компенсации геометрии соединения при рабочем ходе подвески. К тому же шарнир достаточно прост в изготовлении и недорог. По этой причине шарниры этого типа применяют в основном как внутренние в приводах передних колес или в приводе задних колес машин с независимой подвеской.

Очень удачным развитием шарнира Рцеппы является и шарнир Birfield. В этой конструкции также используется самоустанавливающийся сепаратор, точнее, самоустанавливаются сами шарики за счет разной глубины канавок в обойме и теле шарнира. Сепаратор воспринимает часть нагрузки по позиционированию. Такая конструкция позволяет увеличить угол между валами вплоть до 45 градусов, имеет высокий КПД при всех углах скрещивания и долговечна. Минусов только два: габариты самого шарнира и высокая стоимость, поскольку деталь требует сложной обработки поверхностей и стали высокой твердости для обеспечения долговечности. И конечно, шарниры такой конструкции не обладают податливостью в продольном направлении, требуют обязательного применения компенсирующей вставки на валу или работы в паре с шарниром, в котором предусмотрена возможность продольного сдвига валов.

Шарниры типа Loebro также наследуют конструкцию Рцеппы, но способ удержания шаров в нужной плоскости новый. На этот раз шары перемещаются в нужное положение, поскольку нарезка канавок в теле и обойме шарнира сделана под углом к плоскости оси вращения. Шарниры этого типа имеют минимальные возможности продольного перемещения валов, но они заметно дешевле шарниров Birfield и, что главное, компактнее, причем сохраняется вполне достаточный угол между валами, а также высокий КПД. Сепаратор в таких конструкциях почти полностью разгружен и в дешевых исполнениях может отсутствовать. Но износ обоймы и тела шарнира в этом случае достаточно большой, поэтому шарнир требует более качественных материалов.

Удивительно, но факт: все три производителя, создавшие свои конструкции шарниров равных угловых скоростей, на данный момент принадлежат компании GKN. Разумеется, под этой маркой можно встретить шарниры всех трех типов, а также карданные и трипоиды. Классическая конструкция подразумевала пять или шесть шаров для передачи момента, но сейчас на тяжелых и мощных машинах используется восемь и больше шаров. В остальном прогресс касается оптимизации материалов и профиля канавок, что позволяет компенсировать естественный износ или предотвратить его.

Еще в одном типе ШРУСа для передачи момента не используются шары. Конструкция «трипоид» (или «тришип», если вы читали советские книги) была запатентована Мишелем Орэном в 1963 году. В ней момент передается через крестовину и ролики на шарикоподшипниках. Конструкция оказалась очень удачной, если применяется «перевернутая» компоновка со свободным перемещением валов.

Высокий КПД и высокая долговечность обеспечиваются за счет применения шарикоподшипников, а приемлемая цена — за счет технологичности и простоты обработки всех деталей. Но в более дешевой и распространенной версии с нефиксируемыми валами рабочий угол у шарнира сравнительно небольшой, с его ростом растет износ, а значит, и требования к качеству материалов шарнира, особенно роликов и наружной обоймы. Сейчас шарниры этого типа применяются в основном в паре с шарнирами Loebro/Birfield как внутренние на приводах. Однако шарниры с внутренней вилкой и фиксированными валами могли применяться и как наружные шарниры управляемых колес.

Постепенный прогресс в этой области сильно изменил конструкцию такого шарнира. Обычный шарнир с прямой канавкой для ролика при больших углах скрещивания валов создавал вибрации из-за скольжения ролика по поверхности канавки при вращении. Использование арочного кольца на ролике позволило уменьшить вибрации и колебания момента. Следующим шагом стало применение эллиптического скользящего кольца на наружной поверхности ролика для оптимизации передачи момента и увеличение площади его контакта с внешней обоймой для увеличения ресурса.

 

История

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.

что это такое и как это работает


В этом тексте мы расскажем вам о многострадальных «гранатах», которые очень любят похрустеть в вашем автомобиле.

Впервые механизм, похожий на современный шариковый ШРУС, предложил, а точнее запатентовал в 20-х годах минувшего столетия инженер Альфред Рцеппа. Это устройстово до сих пор именуют шарниром Рцеппа. Приблизительно в то же время француз Грегуар изобрел кулачковый (сухариковый) механизм «Тракта». Кулачковый механизм имеет неприятную особенность – он может перегреваться, поэтому в современной автомобильной технике его применяют преимущественно в грузовиках. В современном виде «гранаты» достигли кое-какого совершенства в 60-х годах прошлого столетия и немалую заслугу в разработке их конструкции имеют японские инженеры.

Что это такое

ШРУС — аббревиатура, расшифровывающаяся как «шарнир равных угловых скоростей». Основная задача этой детали на большинстве автомобилей с передним приводом, да и на некоторых полноприводных автомобилях, – это передача крутящего момента от двигателя на ведущие колёса, которая позволяет управлять автомобилем при весьма компактных размерах и скромной массе. Сам процесс передачи вращающего момента происходит между полуосями, под постоянно меняющимся углом. Сленговое название «граната» -вызвано внешним сходством с этим снарядом и эффектом. Сломанный ШРУС гарантировано обездвижит автомобиль, ну, если, конечно, у вас нет блокировок – причём сделает это внезапно.

ШРУСы по типу конструкции можно разделить на:

  • шариковые – получили широкое распространение на переднеприводных легковых авто;
  • трипоидные – подходят на легковые и грузовые автомобили малой грузоподъемности;
  • кулачковые – эти виды незаменимы для грузовых авто с повышенной грузоподъемностью;
  • спаренные карданные – устанавливаются на тракторы, грузовики, внедорожники.

Принцип работы

Сам узел по принципу своего устройства похож на обыкновенный карданный вал, однако именно кардан является самым сложным и совершенным узлом. Карданная передача может передавать крутящий момент несинхронно, при этом угол скрещивания будет сильно затруднённым. Однако у ШРУСа процесс «переваривания» углов поворота до 70 градусов по оси происходит безболезненно и с огромным ресурсом.

В массы этот узел принесли переднеприводные автомобили и независимая подвеска, несмотря на то, что самому узлу около сотни лет. В зависимости от марки и модели, конструкция узла может изменяться, но принципиально система работает одинаково: с одной стороны вал привода соединяется со ступичным подшипником, а другая сторона соединена с дифференциалом, и, результате, крутящий момент передаётся от двигателя к колёсам. Наружный ШРУС состоит из обоймы и корпуса, имеющих канавки. В этих канавках «ходят» шарики, которые соединяют составные части друг с другом жёстким способом. Наружный ШРУС передаёт крутящий момент без потерь под любыми углами. Повторяю, под любыми возможными углами. Внутренняя часть узла менее подвижна, и может «работать» только до 20 градусов. Это трипоид с роликами на подшипниках, которые двигаются по таким же канавкам, только в ответном стакане – именно этот узел компенсирует ходы подвески и обеспечивает неразрывность вала.

Сам шарнир является силовым элементом, подверженным высоким нагрузкам, соответственно, за ним нужно ухаживать. К уходу относится смазка и последующая изоляция от внешних воздействий окружающей среды. Пыльник рекомендуется набивать смазкой и удерживать на валах хомутами, желательно, металлическими, ведь от пыльника зависит срок службы узла.

Сломался. Почему?

В идеальном мире ШРУС должен жить на протяжении всего срока жизни вашего автомобиля, однако идеальный мир существует только на бумаге и узел может сломаться в любой момент, причём не всегда в этом виноват износ. Зачастую сами водители «помогают» узлу выйти из строя. Основной причиной поломки является повреждение пыльника. Резина со временем покрывается трещинами, а реагенты в зимнее время могут и разъесть сам пыльник. Результатом этого становится попадание грязи, которая, при контакте с подвижными соединениями, становится абразивом. Рано или поздно ШРУС будет изнашиваться и заклинивать, а ещё могут выпасть ролики из подшипников.

Другая причина – неадекватное вождение или желание влезть в конструкцию машины. Помните о том, что резкие старты с пробуксовками чреваты печальными последствиями для ШРУСа. Старты с вывернутыми колёсами, управляемые заносы на переднем приводе – все это может стать причиной поломки. Не стоит забывать и о любителях «полутюнинга», при котором все деньги вкладываются только в мотор, а про ходовую часть забывают –получается, что узел рассчитанный на определённые нагрузки, вынужден получать больше – так, вполне вероятно, он сломается.

Последствия

В большинстве современных автомобилей безболезненно заменить этот узел возможно с трудом, даже если вы повредили только пыльник. Будьте готовы заменить сразу приводной вал. Но, как вы понимаете, это не слишком гуманно. Конечно, гаражные мастера и некоторые «клубные» сервисы могут заменить эти детали и отдельно, но официально будьте готовы к подобному исходу. Довольно часто «уставший» ШРУС просто клинит, и, следом за этим, у вас ломается полуось, а дальше вы сможете ехать только на эвакуаторе. Хорошо, если остановитесь не в левом ряду на автомагистрали или на перекрёстке… Впрочем, не стоит драматизировать. Во избежание неприятностей в пути и лишних финансовых трат рекомендуется хотя бы раз в пять тысяч километров осматривать пыльники внутренних и внешних ШРУСов. При малейшем подозрении на негерметичность узлов нужно тщательно отмыть от загрязнений шарниры и заменить пыльники на новые, попутно обновив смазку. При появлении характерных хрустов не стоит откладывать ремонт в долгий ящик — скорее всего, «вылечить» такой привод уже не получится.


Замена шруса в Нижнем Новгороде

Записаться на услуги

* При заказе с сайта скидка 10% на проведение работ с использованием запчастей исполнителя

Большинство современных автомобилей имеют передний привод. По сравнению с заднеприводными моделями такая конструкция проще в исполнении, менее металлоемкая, не требует моста с редуктором и карданом. Передача крутящего момента на ступицы и повороты колес осуществляются при помощи шарниров равных угловых скоростей. В целом, конструкция привода включает: вал, внутренний и внешний ШРУС, соединяющие устройство с коробкой передач и ступицей колеса соответственно.

Прайс-лист

 

 

Устройство и типы

По принципу действия ШРУС схож с карданным валом, но имеет более сложную конструкцию, обеспечивает полную синхронность и справляется с углами поворота до 70 градусов. Передача крутящего момента осуществляется между двумя полуосями, расположенными под углом друг к другу. ШРУС состоит из обоймы и корпуса с канавками, по которым перемещаются шарики. Защитой от их выпадения служит сепаратор. Это обеспечивает передачу крутящего момента под любыми углами.

Шариковые ШРУСы – наиболее распространенный вид шарниров в легковых автомобилях. Помимо них используются трипоидные модели, которые имеют в корпусе трехлучевую вилку со сферическими роликами. Однако их устанавливают только в качестве внутренних ШРУСов. Шариковые же могут размещаться с обеих сторон.

Когда нужно менять?

Во время работы шарнирный привод подвергается значительным нагрузкам, но, в целом, это надежный элемент, срок службы которого сопоставим со сроком службы транспортного средства. Однако и он может поломаться.

Причины неисправности

Причины, по которым ШРУС выходит из строя:

  • попадание грязи в механизм вследствие нарушения целостности пыльников;
  • недостаток смазки или некачественное масло;
  • заводской брак.

Во избежание преждевременного износа рекомендуется через каждые 5 тыс. км проверять состояние пыльников, а при подозрении на их повреждение немедленно заменять их, а заодно и смазку.

О неисправности шарниров может свидетельствовать хрустящий, потрескивающий звук, вызванный попаданием в систему посторонних частиц.

Сильный износ ШРУСа грозит заклиниванием полуосей, после чего дальнейшее движение становится невозможным. Крупными неприятностями для автовладельца обернется разрушение верхнего ШРУСа, в результате которого металлические частицы попадут в картер КПП, а затем вместе со смазкой на шестерни.

В большинстве случаев изношенный шарнир нуждается в замене.

Ремонт в автосервисе «НижегородАВТО»

Чтобы избежать значительных расходов, при обнаружении симптомов повреждения рекомендуем обратиться в автосервис. Наша автомастерская оборудована всем необходимым для устранения проблемы.

Порядок действий:

  • диагностика;
  • разборка;
  • замещение изношенных деталей;
  • сборка;
  • испытание;
  • оформление гарантийной документации.

Цена замены ШРУСа зависит его конструкции и марки автомобиля. На все комплектующие и проведенные работы выдается гарантия сроком на 1 год. Мы заботимся о каждом клиенте, делаем качественный ремонт с гарантией и соблюдением сроков. Свяжитесь с нами доступным для Вас способом, и мы проконсультируем Вас о ценах и сроках, запишем на диагностику и техобслуживание в удобное время, подберем качественные запчасти. Ремонт под ключ с гарантией — экономия вашего времени и уверенность в качестве!

С нами удобно:

Отвечаем за качество

Гарантия на работы и используемые неоригинальные запчасти.

Постоянные акции, скидки

Наблюдайте за главной страницей сайта!

Ценим время

Стараемся соблюдать сроки ремонта.

Весь спектр услуг

Поможем устранить любую неисправность.

Ещё услуги для Вас:

Смазка для шрус, какая лучше

В этой статье расскажем какая смазка ШРУС лучше. И как продлить срок службы шарнира равных угловых скоростей. Признаками выхода из строя, как правило служит посторонний стук или хруст. При движении по прямой — внутренний, при движении в поворотах — внешний. Еще один из признаков неисправностей может быть запах горелого масла. Когда смазка попадает на выхлопной тракт.

Конструкция шрус и срок службы

Известно, что приводной вал имеет внутренний и наружный ШРУС. По конструкции они отличаются. И могут быть трипоидным. Или шариковым. Срок службы зависит от конструкции. Также и от эксплуатации автомобиля. Или манеры езды. Но, и тут хочется особо обратить внимание автолюбителей и слесарей автомастерских. Срок службы также зависит от регулярного осмотра пыльника на предмет наличия трещин. Повреждений и проколов. А также состояния хомутов. Зачастую ведь, как происходит? Машину подняли, ТО сделали. Колеса покрутили. И нам этом все. Пыльник ШРУС осматривать надо внимательно, с «толком и расстановкой». При наличии вышеуказанных повреждений, следует заменить пыльник. И набить новую смазку. Казалось бы, все просто. Хруст, щелчки и характерный треск происходит в следствии износа сепаратора и шарика. Однако, это следствие. А причиной служит смазка ШРУС. Которая либо высохла, либо потеряла свои смазывающие и защитные свойства. Почти все бренды добавляют в смазку молибден. Который вроде, как должен препятствовать износу. И вроде, как даже восстанавливать. Однако, если в изношенный ШРУС добавить новую смазку с молибденом, то вышеупомянутые посторонние звуки не пройдут. Почему так?

Смазка ШРУС с молибденом

Молибден по идее должен защищать от разрушений. И это действительно так. Но относится это к высоконагруженным узлам с низкими оборотами. Молибден в свое время нашел применение в военной промышленности. И это было оправдано. Одно из свойств дисульфида молибдена –это окисление. В результате которого образуется серная кислота. А сам молибден выступает в роли абразива, усугубляя ситуацию в зонах трения. То есть, при наличии трещины или порыва пыльника ШРУС, запускаются процессы необратимого износа.

Смазка ШРУС RVS для восстановления

Ремонтно-восстановительные составы Rvs Master успешно зарекомендовали себя у автолюбителей, как присадки в масло. Кроме того, они используются и в промышленности и в автосервисах. Достаточно добавить в смазку профессиональный гель и можно добиться восстанавливающего эффекта. Смазка ШРУС Rvs Master компенсирует износ шариков и сепаратора. В результате чего зазоры оптимизируются. А хруст и стук пропадет. Лучше всего использовать смазку без молибдена. Но, если такую не удалось найти, то можно использовать и ее. Процесс восстановления в присутствии дисульфида молибдена будет проходить немного дольше. Таким образом, можно существенно сэкономить на покупке запчастей. Особенно в тех случаях, когда ШРУС неразборный и поставляется в сборе с приводным валом. Как происходит реальное восстановление при добавлении профессионального геля можно увидеть на видео, которое снималось в автосервисе. На примере Субару Аутбек (Subaru Outback) 2011 года выпуска, часть 2.

Кому интересно, можно посмотреть и часть 1.

——

Важно. После добавления новой смазки ШРУС c профессиональным гелем необходимо эксплуатировать машину в нагруженном режиме. И желательно совершая маневры и повороты. Это нужно, чтобы металлокерамический защитный слой образовывался равномерно на всей поверхности шарика.

По вопросам приобретения профгеля обращайтесь по телефону или запросом на электронную почту, указанные в контактах.

Технология ШРУСов: обзор конструкции шарниров и советы по обслуживанию

Эта краткая статья задумана как «учебник» по шарнирам карданного вала (ШРУС). ШРУС представляет собой механическую муфту крутящего момента/привода, в которой скорость вращения выходного вала (внутреннего шарнира) соответствует частоте вращения входного вала (внешнего шарнира), независимо от угла наклона вала. Это позволяет выходному крутящему моменту от коробки передач к ведущим колесам оставаться неизменным от коробки передач к колесам, даже когда подвеска (и вал CV) меняет углы во время движения вверх / вниз и во время поворотов.ШРУСы не создают ограничений при изменении угла по сравнению с карданными шарнирами.

В чем разница между ШРУС и U-образным шарниром? U-образное соединение применимо, когда существует очень ограниченное изменение угла вала. Однако соединение U-образного типа приведет к небольшому изменению длины ведомого вала и создаст изменение скорости (частоты вращения) между входной и выходной сторонами соединения, когда вал должен изменить свой угол более чем на пару градусов. Учитывая угловые перемещения, необходимые как для изменения хода подвески, так и для изменения угла поворота рулевого колеса, шарнир U-образного типа будет создавать вибрацию, поскольку две стороны (входная и выходная) начинают «спорить» во время углового движения вала.Вот почему для систем с передним (FWD) и независимым задним приводом (RWD) требуется ШРУС (ШРУС).

Конструкция ШРУСа обеспечивает свободу движения без заеданий или различий в выходе/входе, так как внутренний ШРУС имеет «погружное» движение, которое позволяет валу входить/выходить во время хода подвески, не ограничивая ход подвески.

НАРУЖНЫЕ ШРУСЫ

Наружные (со стороны колеса) ШРУСы, как правило, «фиксированного» типа, также часто называемые шарниром Жеппа.Осевой шарнир этого типа имеет обойму подшипника со слегка дугообразными и смещенными продольными канавками. По этим канавкам проходит ряд шарикоподшипников. Шарики «заперты» в сепараторе, который удерживает шарики на одном уровне с их канавками. Конструкция со смещенной канавкой и шаром в клетке позволяет шарниру двигаться в соответствии с ходом подвески и углами поворота рулевого колеса. В зависимости от конкретного производителя типичный подвесной ШРУС допускает максимальный угол сочленения примерно от 47 до 50 градусов (естественно, больший максимальный угол позволяет уменьшить радиус поворота).

Из-за больших рабочих углов и их большей подверженности дорожным опасностям, таким как камни, грязь, влага и т. д., а также большей вероятности повреждения пыльника ШРУСа, наружные ШРУСы имеют тенденцию изнашиваться раньше, чем внутренние ШРУСы.

ВНУТРЕННИЕ ШРУСЫ

Внутренний шарнир предназначен для движения вперед/назад или «погружения» в дополнение к шарнирному сочленению для изменения углов хода подвески. Это качающееся движение позволяет узлу вала слегка изменять свою длину во время хода подвески, компенсируя колебания рычага управления вверх-вниз/углы во время хода подвески и предотвращая движение нижнего рычага управления.Используются несколько стилей внутренних ШРУСов. ШРУСы типа «тренога» используют трехопорную конструкцию из трех равномерно расположенных роликовых подшипников (вместо шариков), которые скользят по канавкам гусеницы внутри корпуса типа «тюльпан». DO (двойное смещение) также представляет собой врезное соединение, но имеет ряд шарикоподшипников.

Типичные внутренние ШРУСы обеспечивают врезное движение около 50 мм и максимальный угол сочленения от 22 до 31 градуса (в зависимости от марки и модели).

СОВЕТЫ ПО ДИАГНОСТИКЕ ПРОБЛЕМ ШРУС

ШУМ ПРИ ПОВОРОТАХ

Щелчки или хлопки указывают на износ или повреждение наружного ШРУСа.Один из способов убедиться в этом — проехать на автомобиле задним ходом (по кругу). Если шум более выражен, это подтверждает необходимость замены шарнира. Если вы едете назад с вывернутым рулем до упора вправо и шум становится громче, подозревайте правый внешний шарнир. Если вы едете назад с вывернутым до упора рулем влево, подозревайте левый внешний шарнир. Имейте в виду, что эти шумы также могут быть вызваны изношенными или поврежденными наконечниками внутренней поперечной рулевой тяги.

ГРУДНЫЙ ШУМ

Если вы слышите/ощущаете лязг при включении трансмиссии в ведущую передачу или во время ускорения или торможения, это может указывать на изношенный или поврежденный ШРУС.Имейте в виду, что такой же тип шума/ощущения может быть результатом чрезмерного люфта в шестернях дифференциала.

Если автомобиль имеет FWD, подозревайте внутренний ШРУС. Если автомобиль оснащен задним приводом с независимой задней подвеской с ШРУСами, следует подозревать внутренние или внешние шарниры. Естественно, такое же состояние может быть вызвано ШРУСом или карданным валом первичного вала, изношенными/поврежденными внутренними рулевыми тягами или другими изношенными деталями подвески. Если вы подозреваете наличие внутреннего ШРУСа на ведущем мосту (переднеприводном или заднеприводном), попробуйте управлять автомобилем задним ходом при ускорении и торможении.Если проблема становится более заметной, причина, скорее всего, в одном или обоих внутренних суставах.

КОЛЕБАНИЯ ПРИ УСКОРЕНИИ

Если при ускорении автомобиля ощущается вибрация, это может указывать на износ или повреждение внутреннего плунжерного соединения. Другие возможные причины включают чрезмерный люфт в одном или обоих внутренних или внешних ШРУСах. Другими возможными причинами могут быть изношенные/вышедшие из строя опоры двигателя и/или трансмиссии или втулки ремня крутящего момента, поэтому обязательно исключите их, прежде чем обвинять ШРУСы.

Примечание: Прежде чем принять решение о замене ШРУСа, всегда учитывайте основы. Если вибрация начинает возникать при определенной скорости автомобиля и усиливается при более высоких скоростях, проблема, скорее всего, не связана с ШРУСом или дисбалансом вала ШРУСа. Более вероятные причины включают дисбаланс колес, радиальное биение шины, погнутое колесо и т. д.

РЫЧАНИЕ

Опять же, не все необычные шумы вызваны неисправными ШРУСами. Если проблема заключается в постоянном рычании или гуле во время движения, наиболее вероятной причиной являются изношенные/сухие/поврежденные ступичные подшипники.Конечно, ШРУС может издавать постоянный шум, если пыльник поврежден и шарнир потерял смазку. Каждый раз, когда вы обнаружите поврежденный пыльник ШРУСа (надрыв, дыра, ослабленный хомут), обязательно осмотрите шарнир. Если смазка выплеснулась, очень вероятно, что в шарнир попала дорожная грязь, что является поводом для замены.

Что касается пыльников ШРУСа, то это самая частая причина проблем и отказов ШРУСа. Обязательно всегда проверяйте состояние пыльника ШРУСа.Учтите, что даже если ботинок еще не порвался, он может подвергнуться сильному нагреву, и в этом случае материал ботинка может затвердеть и стать ломким. Когда ботинок становится хрупким, это только вопрос времени, когда ботинок треснет и треснет. Как уже отмечалось, всякий раз, когда загрузчик скомпрометирован, соединение в конечном итоге выйдет из строя. Это только вопрос времени, пока не произойдет сбой.

Если есть какие-либо сомнения, или особенно если шарнир (с неисправным пыльником) издает ненормальный шум, даже не думайте о замене пыльника.Вместо этого замените сустав. Как мы все знаем, гораздо быстрее и проще просто заменить весь узел карданного вала, чем его разборку, сборку и повторную сборку.

Принимая во внимание трудозатраты на замену пыльника, покупателю следует подумать о замене всего узла ШРУСа. Да, это влечет за собой более высокие затраты на изделие, но замена вала в сборе сократит время, необходимое для снятия/переустановки шарнира, необходимого для замены пыльника.Замена всего вала в сборе снижает трудозатраты клиента и устраняет опасения по поводу возможного повреждения соединения.

Альтернативой замене шарнира (или узла шарнир/вал) является удаление неисправного пыльника и замена его «разъемным пыльником». Это включает в себя срезание старого чехла, очистку вала и осмотр/очистку/смазку соединения по мере необходимости, а также установку разъемного чехла, состоящего из двух частей. Тем не менее, очень важно правильно соединить половинки ботинка с помощью клея, входящего в комплект поставки, и обеспечить достаточное время отверждения (в некоторых сплит-ботинках есть небольшие винты, которые скрепляют половинки вместе, а не клей).По сути, вам следует рассматривать возможность использования раздельной загрузки только в том случае, если время, бюджет (или и то, и другое) являются критическими факторами. Ботинки раздельного типа, независимо от того, насколько хорошо они спроектированы, не обеспечат долговечность цельных ботинок. Но это удобная альтернатива, в зависимости от конкретной ситуации. Как и в случае с различными быстрыми ремонтами послепродажного обслуживания, они могут быть не идеальными, но сплит-ботинки имеют свое место.

СНЯТИЕ ШРУСНОГО ВАЛА

При обслуживании любой системы автомобиля, если вы еще не знакомы с автомобилем, всегда обращайтесь к соответствующему руководству по обслуживанию для снятия вала CV.Некоторые внутренние концы вала CV выскочат, просто прикладывая рычаг между корпусом коробки передач и углублением/выемкой на корпусе внутреннего шарнира, в то время как другие фиксируются стопорным зажимом (для доступа к которому может потребоваться снятие крышки коробки передач). Никогда не тяните за вал, чтобы сместить шлицевую цапфу внутреннего шарнира с коробки передач. Это может привести к разрыву внутреннего соединения. Прикладывайте тяговое усилие только к корпусу внутреннего шарнира, где он соприкасается с коробкой передач. Кроме того, после отсоединения внешнего ШРУСа от узла ступицы обязательно поддерживайте узел вала до и во время отсоединения внутреннего шарнира.Свисание вала также может привести к разрыву внутреннего соединения.

Хотя это может показаться заманчивым, особенно если вы спешите, никогда не стучите молотком по концу цапфы внешнего вала CV, чтобы выбить его из ступицы. Даже если вы временно установите старую гайку для защиты коротких шлицов, вы можете повредить внутренний и/или внешний шарнир, шестерни дифференциала и подшипник колеса. Если поворотный кулак застрял в ступице и не выталкивается вручную, используйте подходящий съемник, чтобы отделить поворотный кулак от ступицы.

Когда пришло время заменить неисправный ШРУС, хотя конечно можно разобрать вал и восстановить или заменить отдельный ШРУС, так как сегодня на вторичном рынке предлагаются готовые к установке полные ШРУСы в сборе, имеет смысл просто заменить узел, а не чем пытаться восстановить. Вы можете выполнять работу намного быстрее (хорошая новость для клиента), освобождая место в магазине для увеличения времени обслуживания автомобиля.

[Автомобилестроение] Улучшение конструкции пыльника ШРУСа для увеличения срока службы изделия


ㆍ Продукт: Ботинок ШРУСа

ㆍЦель анализа: Воспроизвести разрушение конструкции чехла ШРУСа и предоставить рекомендации по проектированию

Загрузка PDF-файла (нажмите)

У Mistequay Group, производителя шарниров постоянной скорости (ШРУС), был клиент, который запросил полуось, которая могла бы работать с увеличенным углом передачи, но существующий чехол для ШРУСа уже был на пределе своих возможностей, демонстрируя уменьшенный продукт срок службы при более высоких углах передачи.

Традиционного анализа конечных элементов (МКЭ) было недостаточно для моделирования гибкого пыльника ШРУСа в движении, поскольку он подвергается сложной нелинейной деформации во время комбинированного вращения и изгиба ШРУСа, а также контактирует сам с собой и, возможно, с другими компонентами полуоси. во время движения. Из-за этого производитель решил использовать RecurDyn (технология Multi Flexible Body Dynamics или MFBD), успешно воспроизвел разрушение конструкции и получил полезные рекомендации по проектированию.

Процесс

① Создана модель MFBD, состоящая из модели жесткого ШРУСа и гибкого чехла

② Сапоги установлены в установочные положения по отношению к колоколу и карданному валу

③ Определенные гибкие контакты тела между складками ботинок и другими местами (включая самоконтакт)

④ Запустите симуляции через интересующие углы передачи и скорости вращения


Ключевые технологии для анализа
ㆍ Моделирование MFBD, состоящее из твердых тел и гибких тел
ㆍ Самоконтакт среди складок ботинок
ㆍ Контакт между твердыми телами и гибкими телами

Наборы инструментов

ㆍRecurDyn/Профессиональный

ㆍRecurDyn/FFlex

Проблемы, с которыми сталкиваются клиенты

• Разрушение конструкции в новых условиях эксплуатации

• Необходимо оценить динамическое движение при увеличенном угле передачи

• Сложная нелинейность, не воспроизводимая традиционным методом FEA

• Необходимость улучшения конструкции с разумными затратами времени и средств

Решения

• Сокращение времени моделирования и симуляции за счет технологии MFBD, которая позволяет одновременно моделировать твердые и гибкие тела

• Успешное воспроизведение разрушения конструкции с помощью алгоритма нелинейного гибкого тела и контакта

• Моделирование различных конструкций с помощью интуитивно понятного пользовательского интерфейса.

Жесткая модель ботинка на полуоси ШРУС Сетка ботинка для использования в моделировании МФБД

Результат

• RecurDyn может правильно воссоздать поведение существующего дизайна

• Новый дизайн ботинка не имеет проблемного эффекта ямочек, характерного для существующего дизайна

• Результаты моделирования предоставили дополнительные рекомендации по дальнейшим усовершенствованиям конструкции новых ботинок.

Другие приложения

Анализ зубчатой ​​передачи

ㆍДинамический анализ зубчатых колес, представленных в виде гибких тел

ㆍАнализ трансмиссии для проверки контактного усилия в зависимости от формы зубьев шестерни

Анализ экскаватора

ㆍАнализ характеристик вибрации, возникающей на нижней раме автомобиля при движении по неровной дороге

ㆍОценка нагрузки, прикладываемой к рукояти и верхней раме транспортного средства во время земляных работ, для повышения долговечности изделия

ШРУСы — Помощь в ремонте автомобилей

Эффективный рабочий диапазон карданного шарнира составляет около 1-4.При превышении этого диапазона универсальный шарнир начинает чрезмерно вибрировать. Это вызвано ускорением и замедлением универсального шарнира при вращении. Это нормальная рабочая характеристика универсального шарнира, и она минимизируется за счет использования переднего универсального шарнира вместо заднего универсального шарнира. Однако это сработает только в том случае, если рабочий угол карданного шарнира не превышает 5 градусов. По мере увеличения угла колебания скорости карданного шарнира при его вращении выходят за допустимые пределы.Из-за этого карданные шарниры не используются на переднеприводных мостах. Учитывая, что в автомобилях с передним приводом ведущие колеса используются для управления автомобилем, полуось должна быть способна передавать крутящий момент с постоянной скоростью в широком диапазоне углов. Кроме того, полуось должна иметь возможность выдвигаться и втягиваться, поскольку подвеска реагирует на дорожное покрытие. ШРУСы установлены на ведущем мосту для передачи крутящего момента на ведущие колеса, при постоянной частоте вращения, а также позволяют оси изменять длину, при движении подвески.

На полуоси обычно используются два ШРУСа. ШРУС, расположенный со стороны колеса на полуоси, называется наружным ШРУСом. ШРУС, расположенный со стороны трансмиссии полуоси, называется внутренним ШРУСом. Внешний ШРУС спроектирован так, чтобы поворачиваться при повороте колеса во время рулевого управления. Внутренний ШРУС спроектирован так, чтобы выдвигаться или втягиваться при движении подвески автомобиля. По этой причине внутренний ШРУС иногда называют плунжерным соединением.

Почти все подвесные ШРУСы — это ШРУС типа Rzeppa. В шарнире Rzeppa используется конструкция с шаром и сепаратором. ШРУС состоит из внутренней обоймы, надетой на шлицы полуоси, и шести шариков, размещенных в отдельных каналах, прорезанных во внутренней обойме. Над шариками размещается сепаратор, удерживающий их во внутреннем кольце. Сборка вставляется во внешнюю обойму, содержащую шесть каналов, прорезанных для приема шариков. Наружная обойма является частью цапфы оси, которая выступает через ступицу переднего колеса.В собранном виде внешнее кольцо может поворачиваться на шаре и внутреннем кольце в сборе. Гибкий чехол надевается на полуось и внешнее кольцо, закрывая и герметизируя весь узел ШРУСа. В пыльнике содержится специальная смазка, для смазывания ШРУСа.

При вращении полуоси внутреннее кольцо передает крутящий момент через шарики на внешнее кольцо. Внутреннее кольцо и шарики становятся ведущим элементом, а внешнее кольцо становится ведомым элементом. При изменении угла ШРУСа, например, при повороте автомобиля, шарики могут скользить в боковом направлении в каналах, прорезанных во внутреннем и внешнем кольцах.Это позволяет ШРУСу с помощью шариков компенсировать разницу углов между полуосью и поворотным валом. Это позволяет ШРУСу вращаться с постоянной скоростью на углы до 40 градусов. Наиболее распространенным внутренним ШРУСом является тип Tripot. Шарнир Tripot состоит из трех выпуклых роликов, каждый из которых установлен на трех отдельных валах. Три вала расположены на равном расстоянии друг от друга треугольным образом вокруг кольца, содержащего внутренние шлицы. Узел вала и кольца иногда называют крестовиной.Крестовина надевается на шлицы полуоси и удерживается на месте стопорным кольцом. Ролики размещены на валах крестовины, причем игольчатые подшипники размещены между внутренней поверхностью роликов и внешней стороной валов. Узел крестовины и ролика размещен внутри корпуса, который является частью короткого вала. В корпусе прорезаны удлиненные каналы для приема выпуклых роликов. Вокруг корпуса и полуоси размещается гибкий чехол, закрывающий и герметизирующий соединение.Внутри ботинка содержится специальная смазка.

Крутящий момент передается от корпуса короткого вала на узел ролика и крестовины с помощью роликовых каналов. Шарнир способен работать под углом, но не имеет углового диапазона сустава Жеппа. Однако, как и шарнир Жеппа, он может работать с постоянной скоростью вращения. Шарнир Tripot способен выдвигаться или втягиваться в ответ на движение подвески автомобиля за счет движения роликов внутрь и наружу каналов, прорезанных в корпусе.В некоторых полуосях вместо шарнира Tripot используется плунжерный шарнир Rzeppa. Погружной сустав Рзеппа подобен нормальному суставу Рзеппа, за исключением более длинных каналов, прорезанных во внешнем кольце. Это позволяет ШРУСу сжиматься или растягиваться при изменении высоты подвески.

Наиболее распространенная причина выхода из строя ШРУСа связана с загрязнением смазки грязью и/или влагой. Это происходит, когда сапоги CV порваны, треснуты или повреждены. При замене поврежденного пыльника ШРУС перед повторной сборкой необходимо тщательно очистить, осмотреть и смазать ШРУС.Жалобы на шум подвесного ШРУСа, особенно на стук при поворотах, как правило, являются результатом износа внутренних компонентов ШРУСа. Обычно самым простым и экономичным ремонтом является замена всего ведущего моста на восстановленный узел.

(Джим является давним поклонником бейсбола Доджера и участвовал в гонках на спринтерских автомобилях в 1980-е гг.)

Замена ШРУСа Pro Tire

Прибл.Время: 60 минут  |

Основы услуг по замене ШРУСов в Pro Tire

ШРУСы вашего автомобиля соединяются с ведущими мостами, которые соединяют трансмиссию с колесами. Внутренний шарнир соединяет трансмиссию с осью, а внешний шарнир соединяет ось с колесами. Поскольку ШРУС связывает два вращающихся вала в фиксированном положении, он должен допускать диапазон движения, чтобы компенсировать воздействие на дорогу, сохраняя при этом два вала соединенными.ШРУС отвечает за передачу постоянного крутящего момента на колеса независимо от угла наклона оси или вала. ШРУСы перемещаются вместе с системой подвески, помогая колесам поддерживать постоянную скорость при различных дорожных нагрузках, таких как неровности и выбоины. ШРУС спроектирован как шаровой шарнир и использует стальные шарики для перемещения большего шарика, заключенного в сталь. Пыльник ШРУСа закрывает ШРУС и помогает обеспечить надлежащую смазку. ШРУСы обеспечивают диапазон движения, при этом колеса вашего автомобиля движутся с одинаковой скоростью на всех типах поверхностей.

Почему вам следует заказать услуги по замене ШРУСа в компании Pro Tire?

По мере того, как ШРУС теряет смазку, движущиеся металлические части изнашиваются друг о друга и со временем медленно изнашиваются. Шумы, вибрации и потеря ускорения при поворотах — все это признаки того, что ШРУС может потребовать замены. Еще одна проблема, которая может привести к замене ШРУСа, — это пыльник ШРУСа. Пыльник ШРУСа закрывает ШРУС, сохраняя необходимое количество смазки для поддержания смазки шарнира. Если смазка вытечет, ШРУС потеряет надлежащее количество смазки, необходимое для предотвращения чрезмерного износа внутренних деталей ШРУСа.Если вы испытываете симптомы изношенного или поврежденного ШРУСа, а шарнир не будет своевременно заменен, незначительная проблема приведет к дополнительному повреждению вашего автомобиля и приведет к более дорогостоящему ремонту в будущем.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.