Что такое ШРУС?

Шарнир равных угловых скоростей, он же ШРУС, он же «граната» - достаточно живучий узел, о котором вспоминают, как правило, во время ТО. Прочность и надежность ШРУСа позволяют ему служить в течение длительного срока, если, конечно, все работы по обслуживанию выполняются вовремя, а автомобиль эксплуатируется в штатном режиме.

Назначение, конструкция

ШРУС – шарнирный механизм, обеспечивающий передачу вращения под изменяющимся углом. Именно он дает возможность автомобилю выполнять повороты, не теряя скорости и плавности вращения каждого из колес. Современный вид ШРУС приобрел в результате «эволюции», постепенно изменяясь в соответствии с меняющимися требованиями.

Первые шарнирные устройства не подходили для переднеприводных автомобилей: карданный шарнир при изменении угла между ведущим и ведомым валом не обеспечивал передачу полного момента вращения (то есть при поворотах колесо начинало вращаться медленней и рывками). Нужна была другая конструкция шарнира, которая передавала бы равную скорость вращения, каким бы ни был угол поворота ведомого вала. На решение этой задачи ушло время: не так сложно сделать передачу равных скоростей вращения, как обеспечить достаточно большой угол, при котором шарнир будет работать эффективно.

Прототипом современных ШРУСов стал четырехшариковый шарнир «Вейсс», разработанный в 20-е годы. Он обеспечивал передачу вращения до угла 32 градуса, и использовался на полноприводных автомобилях как советского, так и американского производства до 60-х годов. Основным недостатком был не только малый угол поворота, но и быстрый износ: нагрузка при движении приходилась всего на 2 шарика из четырех, из-за чего ресурс шарнира был не более 30 тыс. км.

Схема и общий вид шарнира «Вейсс»

Следующей моделью стал шестишариковый шарнир «Рцеппа», лишенный конструктивных недостатков своего предшественника. Он обеспечивает полную (от 95 до 99%) передачу вращения при смещениях полуоси до 70 градусов, а шесть шариков, на которые равномерно передается нагрузка, изнашиваются значительно меньше. На сегодняшний день «Рцеппа» используется практически на всех легковых автомобилях в наружных и внутренних ШРУСах. Качественная смазка и выполнение регламентных работ обеспечивают современным ШРУСам пробег от 100 до 200 тыс. км.

Схема и общий вид ШРУСа «Рцеппа»:
1. Обойма. 2. Сепаратор. 3. Шарик. 4. Корпус наружного шарнира.

Модификацией «Рцеппы» стал трехшариковый шарнир «Трипод», более прочный и простой в изготовлении, по сравнению с обычным. «Трипод» используется в качестве внутреннего ШРУСа, поскольку не обеспечивает большой угол поворота, зато выдерживает значительные нагрузки.

Схема и общий вид шарнира «Трипод»

Установка по два ШРУСа на каждую полуось обеспечила равномерное вращение колеса (без биения) за счет разделения угла поворота на два шарнира: каждый из них принимает на себя часть нагрузки, и автомобиль движется в повороте без рывков.

Внутренний и внешний ШРУС

ШРУСыустанавливаются на ведущую ось, по два на каждую сторону: в переднеприводных автомобилях их 4 штуки, в полноприводных – 8.

Полуось автомобиля со схемой разделения угла поворота

Внутренний передает вращение на боковую ось от коробки передач (дифференциала). Основная нагрузка на внутренний ШРУС – передача вращения при поворотах в горизонтальной плоскости.

Внешний шарнир крепится на конце полуоси и передает вращение на само колесо. При этом он должен компенсировать не только повороты, но и движение колеса в вертикальной плоскости (наезд на препятствия или углубления). Внешний ШРУС нагружен значительно больше, чем внутренний, следовательно, он чаще выходит из строя.

Полуось с внутренним и наружным ШРУСами

Поскольку левая и правая полуоси разные по длине и конструкции,ШРУСы разделяют на левые и правые: внутренние могут отличаться размерами самих шарниров и пыльников, а внешние – резьбой ступичной гайки (на левой и правой ступице разное направление резьбы, иначе одно колесо будет постоянно откручиваться во время движения). Покупая новые ШРУСы, нужно отслеживать этот момент: в каталогах автозапчастей указывается сторона установки.

Особенности конструкции, комплектация

Основной особенностью механизма ШРУСа является высокая точность подгонки всех элементов. Это делало изготовление ШРУСов сложным и дорогостоящим: до внедрения в производство станков с программным управлением соблюсти точность размеров было на порядок сложней.

Но именно эта точность, обеспечивающая качественную работу, делает всю конструкцию чувствительной к любым загрязнениям: вода и абразивные частицы, попадающие в ШРУС, в кратчайшие сроки вызывают его коррозию и износ. Даже закаленная сталь, из которой изготовлены детали шарнира, не выдерживает длительной работы в таких условиях. Поэтому вместе со ШРУСом поставщики поставляют в комплекте защитный пыльник, хомуты для его крепления и молибденовую смазку, выдерживающую ударные нагрузки и надежно предохраняющую механизм от трения.

В зависимости от модели автомобиля, внешний ШРУС комплектуется компонентом датчика ABS – шестеренчатым кольцом, благодаря которому считывается скорость вращения колеса.

Внешний ШРУС с кольцом ABS и без него

И в дополнение ШРУС может комплектоваться стопорными кольцами для установки, прокладками, ступичной гайкой и т.д.

Поломка ШРУСа

Благодаря своей конструкции, ШРУС является одной из самых надежных деталей в автомобиле, и при нормальной эксплуатации не ломается.

Есть четыре основных причины поломки ШРУСа:

1. Изначальный брак самой детали. Плохой металл, неточности при изготовлении, ошибки со сборкой приводят к преждевременному выходу шарнира из строя.

2. Попадание в ШРУС воды и грязи. Это самая частая причина поломки: через трещину в пыльнике из механизма вытекает смазка, а внутрь попадает вода и песок. Именно поэтому своевременная замена пыльников – профилактическая работа, позволяющая не менять сам ШРУС.

Признаки абразивного износа деталей

3. Износ смазки. Даже при очень хороших пыльниках нужно время от времени менять смазку в ШРУСе, т.к. от нагрузок она со временем деградирует и расслаивается, а значит, снижаются ее защитные свойства.

4. Экстремальная езда. ШРУСы часто выходят из строя при сильных ударных нагрузках: езде на высокой скорости по бездорожью. Закаленный металл не боится трения (при наличии смазки), но при этом достаточно хрупкий, и при ударах детали шарнира могут просто расколоться.

Признаки и диагностика неисправности

При износе ШРУСа (неважно по какой причине) первым внешним признаком будет характерный хруст, который ни с чем невозможно спутать. ШРУС может хрустеть при поворотах, наезде колесом на препятствие или углубление, а также при резком наборе скорости.

Причиной шумной работы шарнира является износ канавок (углублений), в результате чего шарики начинают свободно перекатываться внутри корпуса, издавая звук, больше всего напоминающий хруст металла. И это верный признак того, что ШРУС нужно менять.

Самостоятельная проверка начинается с осмотра пыльников: они должны быть целыми, без намечающихся трещин и потеков смазки. Лопнувший пыльник или недостаточно затянутый хомут – основная причина поломки.

Повреждение пыльника

Затем можно проверить полуоси: пошатать в разные стороны левую и правую, любой люфт или стук – признак поломки шарнира.

Как правило, внешние ШРУСы хрустят при поворотах, и для диагностики необходимо на невысокой скорости выполнить поворот под максимальным углом в одну и другую сторону. Колесо, на которое идет поворот, испытывает большую нагрузку, и, если его ШРУС неисправен, он будет хрустеть. То есть, если хруст слышен при повороте вправо, это сломан правый ШРУС, если при повороте влево – то левый.

Для проверки внутренних ШРУСов нужно найти участок с достаточно глубокой ямкой: когда колесо опускается в нее во время движения, максимально возрастает нагрузка на внутренний ШРУС. Поочередно проезжая колесом углубление, можно определить, правый или левый шарнир неисправен.

Немного о пыльниках

В отличие от самого ШРУСа, пыльник является расходным материалом и периодически требует замены. Основной причиной повреждения пыльников являются перепады температуры, воздействие агрессивной химии (выхлоп, бензин, реагенты с дороги) и при этом – значительные механические нагрузки. В зависимости от материала (резина, термопласт, полиуретан, силикон), пыльник служит от 1 до 3 лет, но требует периодического контроля: его повреждение поначалу никак не сказывается на качестве езды, но вода и грязь уже начинают свое «черное дело».

Разрыв пыльника по хомуту

При замене пыльников (плановой или экстренной) одновременно выполняется профилактика ШРУСа: осмотр на предмет износа, замена смазки (порция смазки идет в комплекте с пыльником), а также ставятся новые хомуты (тоже идут в комплекте). Если причиной замены было повреждение пыльника, необходима очистка и дефектовка ШРУСа для определения степени повреждения.

Хомуты, которые продаются вместе с пыльником, могут быть металлические ленточные или винтовые, или пластиковые самозатягивающиеся. В работе и эксплуатации лучше всего себя показывают именно самозатягивающиеся хомуты, которые надежно и герметично фиксируют края пыльника на металлических деталях.

При соблюдении норм эксплуатации ШРУС вообще никак не будет себя проявлять. Проблемы с ним начинаются с того момента, когда нарушается штатный режим его использования.

Рекомендации по выбору ШРУСа и перечисление лучших брендов – в нашем "Гиде покупателя".