Приводной вал (полуось): конструкция, функции, особенности

О том, что такое полуось в автомобиле, знает практически каждый автолюбитель. В большинстве случаев водителю достаточно информации о том, что это «та штука, которая идет от дифференциала к колесу», чтобы спокойно ездить на работу и домой. Но бывают случаи, когда приводной вал требует вмешательства, и тогда лучше узнать о нем как можно больше еще до визита на СТО.

Назначение

Собственно, почему «полуось»? Осью автомобиля, передней или задней, называют условную линию, соединяющую пару колес. Ведомые колеса могут соединяться жесткой сцепкой (зависимая подвеска), отличающейся высокой надежностью. А вот на ведущие колеса такую конструкцию не поставишь. Поэтому используются два отрезка, каждый из которых проходит от дифференциала к колесу и движется независимо от другого. Полуось – самое распространенное и самое точное название. По сути, полуось является одним из элементов трансмиссии.

Функция приводного вала (полуоси) – передача крутящего момента от главной передачи и дифференциала на ведущее колесо с сохранением скорости и плавности его вращения при поворотах и наездах на неровности. Для этой цели на полуоси устанавливаются шарниры, передающие момент вращения под разными углами. Сам вал и два ШРУСа (шарниры равных угловых скоростей) на нём – это полный комплект полуоси.

Конструкция, виды

Приводной вал состоит из оси, внутреннего и наружного ШРУСов. Внутренний, выдерживающий большие нагрузки, но передающий малый угол поворота, устанавливается со стороны дифференциала, а наружный – со стороны колесной ступицы, где требуется большая свобода движений. Таким образом полуось участвует в передаче вращения независимо от угла поворота или колебания колеса.

Конструкция полуоси позволяет снять (заменить) ШРУС, то есть использовать сам центральный вал несколько раз. Поскольку осевой вал – деталь прочная и редко выходящая из строя, чаще требуется замена именно шарниров. Для их крепления на концах вала делаются шлицевые выемки и канавка под стопорное кольцо.

На полуось во время движения автомобиля действуют разнонаправленные нагрузки:

• скручивающее усилие, обусловленное сопротивлением колеса качению;
• поперечные нагрузки от веса автомобиля, разгона и торможения;
• растяжение и сжатие при поворотах.

Чем больше вес автомобиля, тем сильней эти нагрузки. В результате сконструировано три основных типа полуосей: полуразгруженные, разгруженные на ¾ и полностью разгруженные. Разница между ними – в способе крепления полуоси к ступице колеса.

Виды полуосей: А. Полуразгруженная.
Б. Разгруженная на 3/4. В. Полностью разгруженная.

Полуразгруженные – самые простые по своей конструкции, но при этом подверженные всем изгибающим усилиям. Устанавливаются в основном на легковые автомобили, где не требуется какая-то особая грузоподъемность или проходимость. При этом на валу полуоси закреплена ступица колеса (через шлицевое или фланцевое соединение), а сам вал опирается на подшипник.

Полностью разгруженные – полуоси, которые благодаря особому способу крепления освобождены от поперечных и продольных нагрузок и передают только момент вращения. В этом случае полуось закреплена на ступице, а уже ступица опирается на два подшипника, широко разнесенных друг от друга. Устанавливаются на тяжелые грузовики и другую коммерческую технику.

Разгруженные на ¾ - это вариант конструкции, при котором опорный подшипник только один, и на него опирается ступица колеса. При этом с полуоси сняты изгибающие нагрузки.

Как правило, левая и правая полуоси не идентичны: они различаются по длине, и чаще всего левая длинней, чем правая. Причина – несимметричное расположение дифференциала на оси (межколесного на передне- или заднеприводных автомобилях и межосевого на полноприводных).

Способ крепления к ступице и дифференциалу зависит от конструкции: это либо шлицевое соединение, либо фланцевое.

Поскольку полуось – элемент сборной, говорить о материале изготовления довольно сложно: для ШРУСов используется один металл, для вала – другой. Как правило, валы делаются из среднеуглеродистой стали с добавлением хрома, никеля и молибдена.

Ось приводного вала может иметь сплошную, моноблочную или сборную конструкцию с шариковой втулкой.

Сплошной – вал из цельного металла, чаще всего применяемый на передней оси. Самая простая и надежная конструкция.

Моноблочный – это также цельный вал, но полый внутри. Применяется там, где нужно максимально облегчить подвеску.

Вал с шариковой втулкой используется преимущественно для внедорожников: такая конструкция позволяет создать дополнительную степень свободы для поворотов и маневров на сложных участках. Шариковая втулка обеспечивает дополнительное осевое сжатие и растяжение вала, а также максимальный комфорт и бесшумную работу.

Полуось с шариковой втулкой

Причины поломки

Чаще всего в полуосях ломаются шарниры: ШРУСы выходят из строя из-за повреждения пыльников и попадания внутрь воды и грязи. Однако ШРУС можно заменить, не меняя полуось целиком.

Гораздо неприятней, когда ломается сам вал. Причин может быть несколько: коррозия (на некоторых моделях устанавливаются резиновые балансиры, под которыми металл портится еще быстрей, чем на открытых участках), перегрузки при езде по бездорожью, резкие нагрузки (попадание в яму, наезд на препятствие). Полуось – конструкция надежная, но есть определенный предел нагрузки, на который она рассчитана, и этот предел лучше не превышать.

И, наконец, полуоси выходят из строя просто от времени: даже самый лучший металл постепенно теряет свои свойства, ржавеет, стираются шлицы.
Чтобы в один «прекрасный» момент не застрять где-нибудь на дороге, на каждом ТО делается визуальная диагностика состояния ШРУСов и остальных деталей подвески. В первую очередь на предмет очагов коррозии, люфтов, работы подшипников и потеков из-под пыльников.

Полуоси не ремонтируются: неисправную деталь (чаще это шарниры, реже – сам вал) просто меняют на новую.

О том, как выбрать полуось, читайте наш "Гид покупателя".