ШРУС и его принцип работы. Что такое ШРУС?
Еще в детском садике происходит это разделение интересов. Мальчики охотнее играют с машинками, а девочки с куколками.
То, что подобное разделение происходит и на нашем сайте, очевидно. Девочки пишут статьи про здоровье, про моды и еще про цветочки. Мальчики про компьютеры, про строительство и про автомобили.
Пожалуй, и я напишу про автомобиль. А то кататься на машинке все любят, а как она устроена, людей интересует мало. Чем дальше, тем меньше. И это радует. Слава Богу, прошла пора, когда всякий, кто ездил на автомобиле, должен был еще быть по совместительству автомехаником.
С начала 1960-х годов все крупнейшие разработчики автомобилей стали разрабатывать и выпускать автомобили с приводом на передние колеса. В таких автомобилях крутящий момент передавался с коробки передач на передние колеса.
До этого крутящий момент передавался на задние колеса, хотя у большинства автомобилей двигатель находился спереди. Это делалось с помощью карданного вала, который проходил в специальном кожухе через всю кабину от мотора до задних колес. Может кто-то вспомнит пассажирский салон строй «Волги» или «Москвича»? Кожух похищал немалое количество объема у кабины, и без того тесной. Сидеть водителю, а особенно, пассажирам, было не слишком удобно.
Если передние колеса становятся движущими, появляется возможность сделать салон более просторным. Но сделать это не так-то просто.
Дело в том, что передние колеса являются управляющими. Когда водитель поворачивает рулевое колесо, он одновременно поворачивает колеса. А вслед за колесами поворачивает и автомобиль. Сделать управляющие колеса еще и движущими – сложная задача.
Задачу эту решает ШРУС, шарнир равных угловых скоростей. Он позволяет без потерь передавать вращение от коробки передач к колесу, даже если колесо при этом повернуто на 30-35 градусов относительно приводного вала.
Как и всякий шарнир, шарнир равных угловых скоростей напоминает сустав. В принципе, и задача его такая же: соединить два вала (или две кости), обеспечить передачу усилия от одного вала к другому (от одной кости к другой). При этом шарнирное соединение (или сустав) обеспечивает угловое смещение соединенных валов (костей) в довольно широких пределах.
Поэтому не удивительно, что внешний вид ШРУСа похож на внешний вид сустава. В корпусе шарнира находится обойма. Приводной вал присоединен к корпусу, ведомый вал присоединен к обойме. Обойма сферическая, а внутренняя часть корпуса имеет шаровую поверхность и они свободно перемещаются друг относительно друга в двух плоскостях.
Для передачи крутящего момента в корпусе и в обойме сделаны канавки. В канавках находятся твердые шарики (такого же типа, как в шарикоподшипниках). И шарики очень твердые, и канавки подвергаются специальной обработке, которая увеличивает их твердость. Поэтому, хотя шарики свободно вращаются в канавках, они, на самом деле, являются соединительным элементом. С одной стороны, эти шарики жестко соединяют корпус и обойму, а с другой стороны обеспечивают передачу вращения без существенных потерь.
Шарикоподшипник был упомянут недаром. Несмотря на то, что в нем внутреннее кольцо прокручивается относительно внешнего, сам подшипник – единая конструкция, и разъединить его совсем не просто. Точно также и в шарнире равных угловых скоростей шарики, перекатывающиеся по канавкам, не позволяют одной сферической детали, обойме, выйти из другой сферической детали, корпуса.
Но в отличие от подшипников, твердые шарики катятся по канавкам, направление которых перпендикулярно плоскости вращения передаточного и ведомого вала. Поэтому они не только удерживают шарнир в собранном состоянии, но одновременно передают вращение между корпусом и обоймой, а значит, между указанными валами, позволяя им при этом поворачиваться на большие углы друг относительно друга.
Шарнир равных угловых смещений передает очень большие нагрузки и потому ему требуется специальная смазка, с одной стороны пластичная, а с другой стороны стойкая к окислению. Кстати, если продолжать сравнение с суставами, в суставах между трущимися друг о друга костями тоже имеется специальная смазка. И если выработка этой смазки по каким-то причинам прекращается, двигать рукой или ногой становится невозможно и очень болезненно.
Шарнир равных угловых скоростей работает в сложных условиях: пыль, грязь, влага. Поэтому он тщательно герметизируется. Нарушение герметизации может привести к повреждению ШРУС и потребуется замена этого узла.
Вначале уже было сказано, что нынешний водитель (если это не счастливый обладатель продукции ВАЗа) может сбросить с себя обязанность быть еще и автомехаником. ШРУС, деталь сложная в установке и в обслуживании, только подтверждает это. Не только может, но и должен! Разборка, ремонт и замена шарнира проходит просто и быстро на станции техобслуживания или в фирменном салоне технического обслуживания, и требует очень много труда и сноровки в так сказать «домашних условиях».