Что такое шрус и что такое трипод. Как устроен трипоидный подшипник (внутренний шрус) Штативы - моноподы

Бурное развитие производства автомобилей с передним приводом вряд ли стало возможным без шарнира, делающего угловые скорости равными, или ШРУСа. Совершенствование его применения породило дискуссии, какой ШРУС лучше, трипоидный или шариковый.

Для чего нужен ШРУС

Сегодня ШРУСы – одни из самых эффективных механизмов, ровно передающих от мотора без мощностных потерь крутящий момент через коробку переключения передач на поворачиваемые ведущие колеса. Обычно внешний и внутренний шарниры с помощью упорных и стопорных колец прикрепляются к валу со шлицами. Внешний соединяется с колесной ступицей. Он передает на колесо крутящий момент и обеспечивает поворот.

Внутренний приспособлен к осевым перемещениям и устанавливается на привод со стороны коробки переключения передач. От нее передается вращение к приводному валу. При этом скорость вращения входного и выходного валов одинаковы, она не меняется в зависимости от угла работы шарнира.

В чем отличия между трипоидным и шариковым

Отличаются друг от друга тем, что в шариковом имеются шарики, делительные канавки или рычажки, а в трипоидном – ролики со сферической поверхностью и вилка.

Шарнир, где используются шарики, обычно представляет собой:

• корпус;
• обойму с пазами;
• шесть шариков в пазах обоймы;
• удерживающего эти шарики сепаратора;
• защитный чехол со смазкой ШРУСа .

Этот ШРУС посредством шлицов соединяется с приводным валом.

В трипоидном шарнире имеется корпус, в котором находится вилка с тремя лучами. Она напрессована на шлицы выходного вала. На лучах вилки закреплены три ролика с полусферической поверхностью, вращающихся на игольчатых подшипниках. Под них в корпусе трипоида вырезаны канавки, благодаря которым создается нужный угол поворота шарнира и возможность продольного смещения. Функции, которые он выполняет, отличаются в зависимости от того внутренний трипоид ШРУСа или внешний.

Таким образом, главное отличие между ШРУСами, что первый вращается с помощью шариков, а второй – благодаря игольчатым подшипникам.

Какой ШРУС лучше

В Сети можно обнаружить немало мнений специалистов и автовладельцев относительно того, какой из ШРУСов, трипоидный или шариковый, показывают себя лучше. Большинство из них отмечают преимущества трипоидного ШРУСа:

• способность без люфтов и ударных нагрузок работать под 45-градусным углом, обеспечивая достаточную поворачиваемость колеса;
• надежнее и долговечнее, одномоментно не выходит из строя;
• больше продольное перемещение, чем у шарикового, что позволяет компенсировать нагрузки;
• при повороте шарнира на большой угол, лучше противодействует нагрузкам;
• существенно устойчивее против скручивания;
• малые потери при осевом перемещении и смазанные легкой смазкой игольчатые подшипники дают ему высокий КПД;
• удобство установки, замены и обслуживания из-за достаточного пространства в месте установки;
• замечательная взаимозаменяемость с однотипными устройствами;
• в трипоидном меньше деталей, дешевле в изготовлении.

Надежность ШРУСов

Для долговечной работы трипоидный и шариковый ШРУС изготавливают из высокопрочных металлов. Так соблюдается геометрическая точность этих механизмов и способность без потерь передавать крутящий момент.

К обоим типам шарниров предъявляются повышенные требования относительно герметизации. Для этого они защищаются резиновым или силиконовым герметичным чехлом, который предохраняет механизмы от попадания грязи, воды и пыли. Такой чехол обеспечивает долгие годы эксплуатации шарнира. Его повреждение и несвоевременная замена приводит к быстрому выходу ШРУСа из строя.

Постоянного внимания требуют трипоиды, способные поломаться даже в результате попадания в них малого количества пыли и грязи.

Автомобильная механика – дело довольно сложное. Осваивать ее приходится на протяжении всей жизни и каждый раз по-новому (в том случае, если Вы вдруг решите приобрести новый автомобиль малознакомой Вам марки). Сегодня мы хотим помочь освоить Вам особенности еще одной детали автомобиля – трипоидного подшипника. Если с ходу Вам не удалось понять, о каком подшипнике идет речь, переживать не стоит. Речь идет о внутреннем ШРУСе (шарнире равных угловых скоростей), который имеет особенную конструкцию под названием «трипоид». Поломки данной детали возникают не так уж и часто, однако чтобы ее устранить, приходится приложить немало усилий. Ниже мы постараемся как можно детальнее рассказать Вам об этом немного замысловатом подшипнике и о том, что делать, если он вышел из строя.

1. Что такое трипоидный подшипник, и где находится данная деталь автомобиля?

По проведенному нами мини-опросу автолюбителей было установлено, что далеко не все знают о трипоидном подшипнике и назначении данной детали. Более того, в результате наших путешествий по просторам интернет-пространства выяснилось, что эту деталь как только не называют: и триподный ШРУС, и внутренний ШРУС, и трипоид, и просто «граната». Но каким бы ни было название, речь в данной ситуации идет о , с которым мы уже знакомили Вас в предыдущих статьях на нашем блоге.

Но, как мы уже упомянули в нашем маленьком вступлении, трипоидный или триподный подшипник и являет собой особенную конструкцию ШРУСа, которая чаще всего устанавливается на автомобиль со стороны привода (к слову, это и есть ответ на вопрос, где находится трипоидный подшипник). Каждому автовладельцу также обязательно нужно знать, что данный подшипник состоит из сферических роликов и вилки, что позволяет осуществлять достаточно большие осевые перемещения, и обеспечивает при этом нелинейное изменение скорости под углом.

В чем же заключается роль данной детали, а вернее целого механизма? Всем известно, что движение автомобильных колес происходит благодаря приводу, который передает на них вращение. Однако, если бы на автомобиле не были установлены шарниры угловых скоростей, при осуществлении поворота колеса перестали бы крутиться. И вот как раз особая конструкция ШРУСа позволяет менять угол между полуосями и продолжать движение автомобиля независимо от того, в каком положении находятся его колеса.

Впервые ШРУС был изобретен еще в далеком 1927 году. Запатентовал его механик по имени Альфред Рцепп, именем которого он очень долго и назывался. Сегодня же среди автолюбителей больше распространено название «граната». Данная деталь является обязательным атрибутом каждого переднеприводного автомобиля, хотя на задне- и полноприводных машинах она также встречается нередко. В последнем случае делается это для того, чтобы сделать крепление заднего редуктора более жестким, а подвеску задних колес более независимой.

2. Как устроен трипоидный подшипник или конструкция обычного внутреннего ШРУСа?

Когда впервые приходится столкнуться с неисправностями данной детали, оказывается, что мы не так уж и много о ней знаем. Хотя ШРУС является довольно простым по своей конструкции, его размещение и сложность возможных поломок заставляет многих автовладельцев обращаться к специалистам на СТО. Все мы знаем, что данное решение является совсем не выгодным с экономической точки зрения. Поэтому давайте попробуем самостоятельно разобраться с особенностями ее конструкции.

ШРУС имеет очень большой рабочий ресурс, и при условиях правильной эксплуатации его служба может быть очень долгой. К слову, работа его чем-то напоминает работу коленного сустава, однако, в отличие от человеческого организма, он не является таким сложным. Конструкция внешнего шарнира практически идентична внутреннему, и состоит она всего из 4 деталей:

- основной корпус детали, который выполнен в виде сферической чаши с ведомым валом;

Внутри находится обойма в виде сферического кулака с ведущим валом;

Сепаратор, выполненный в виде кольца со специальными отверстиями, которые позволяют удерживать шарики подшипника;

Непосредственно сами шарики, количество которых обычно равно шести.

Единственное отличие трипоида или внутреннего ШРУСа заключается в том, что он представляет собой не шариковый подшипник, а игольчатый. При этом, на нем имеется целых три плоскости, в которых и стоит соответствующее количество игольчатых подшипников. То есть основа внешнего шарнира – это шарики, а основа внутреннего – это ролики с игольчатыми подшипниками. Независимо от того, внешним или внутренним является шарнир, поверх его обязательно устанавливается пыльник, предотвращающий попадание грязи на саму деталь и, тем самым, обеспечивающий длительность ее службы.

В отличие от привычного ШРУСа с шариковым подшипником, трипоид является более «нежной» деталью. Попадание даже самого несущественного количества грязи сразу же может стать причиной поломки. Даже смазку для игольчатых подшипников необходимо использовать предназначенную специально для них.

Также, сами трипоиды могут отличаться между собой в степени свободы, которую они передают колесам от . В любом случае, все функции трипоидного подшипника сводятся к тому, чтобы обеспечивать очень ровную передачу вращательного движения. Как известно, карданное соединение полуосей, на которое возлагается та же функция, такой способностью не обладает. Даже если одна полуось будет вращаться равномерно, то на вторую от кардана все равно будут передаваться прерывистые движения.

3. Неисправности трипоидного подшипника, с которыми может столкнуться каждый автовладелец

На первый взгляд, данная деталь не является такой уж важной для автомобиля, однако трипоид постоянно находится под очень большими нагрузками, и его неисправность полностью обездвиживает автомобиль. В связи с этим изготавливают трипоиды из очень прочных материалов, которые способны находиться в более длительной эксплуатации. Но все же, по ряду причин поломки случаются, и правильно на них реагировать должен уметь каждый водитель.

Самая первая причина, которая приводит к подобному результату, связана с агрессивным стилем езды автовладельца. Ведь чем сильнее Вы давите на газ, тем больше становится нагрузка, которая передается на привод, а с привода на наш трипоидный подшипник. Вторая причина возникновения поломок – это повреждение пылезащитного чехла или же просто пыльника внутреннего шарнира. В результате этого на деталь начинает попадать очень много пыли и грязи, увеличивается трение внутри механизма детали, и со временем она выходит из строя.

Понять, что с работой трипоидного подшипника что-то не так, можно и раньше, пока он не отказал непосредственно во время езды. В частности, первыми признаками приближающихся серьезных неприятностей, которые еще можно успеть исправить, являются:

- наличие вибраций в движении автомобиля во время его разгона;

Наличие вибраций даже при езде на скорости;

Характерный стук со стороны при езде на низких оборотах двигателя.

Если Вы наблюдаете подобное за своим автомобилем – самое время загнать его на смотровую яму и внимательно осмотреть ШРУСы, причем как внутренние, так и внешние. Если есть хотя бы незначительное повреждение на пыльнике – езда на таком авто уже становится достаточно опасной. Любой автомеханик посоветует Вам снять деталь с автомобиля, разобрать ее, промыть, заново смазать и одеть новый пыльник. Как это сделать, мы и расскажем Вам.

4. Ремонт и замена трипоидного подшипника.

Если Вы определили наличие неисправности на самом первом этапе ее появления – у Вас еще есть шансы продлить срок службы детали без ее замены. Если же успели износиться и рассыпаться игольчатые подшипники – вариантов у Вас не будет. Просто снимаем деталь, моем ее и отправляемся в магазин автозапчастей, чтобы Вам подобрали аналогичный экземпляр. Однако, давайте обо всем по порядку.

Как снять трипоид с автомобиля?

В первую очередь, Вам нужно подготовиться: найти смотровую яму или эстакаду для работ, стандартный набор инструментов автомобилиста. В зависимости от того, собираетесь Вы ремонтировать внутренний ШРУС или осуществлять его замену, Вам понадобятся либо смазка и новый пыльник, либо новая деталь. Приступаем:

- загоняем автомобиль на возвышение, чтобы нам было удобно работать со ШРУСом;

Откручиваем крепление – 6-8 болтов, которыми обоймы шарниров прикручены к шестерням дифференциала;

Вынимаем всю конструкцию ШРУСа из его гнезда и с самого вала.

Правда, есть еще один небольшой нюанс: после того, как вы открутили крепление, обязательно поверните руль в такое положение, которое позволит Вам освободить шлицевые соединения. Также, не всегда удается легко и просто вынуть деталь из ее гнезда. В идеале необходимо использовать специальный съемник для ШРУСов. Но есть он не у всех и достать его не так просто, поэтому зачастую автомобилисты пользуются молотком, монтировкой и собственной силой. Главное не переусердствовать, чтобы случайно не повредить деталь.

Определенные трудности существуют и с тем, чтобы правильно снять шарнир с вала. Для этого необходимо отстегнуть стопорное кольцо и снять хомуты пыльника, которые также будут Вам мешать снять деталь. К сожалению, на некоторых моделях автомобилей шарнир может быть закреплен сплошным штопорным кольцом, которое невозможно снять без повреждения. Делают это производители специально – у Вас не остается другого выбора, кроме как отправиться покупать новую деталь.

Механики также советуют снимать сразу два ШРУСа – внутренний и внешний. Это не только удобнее, но и безопаснее. Осуществлять ремонт деталей прямо под автомобилем не стоит. Лучше выбраться к верстаку или столу с хорошим освещением.

Разбираем сам трипоид и осуществляем его ремонт. Что делаем:

1. Снимаем большой и маленький хомут с детали.

2. Извлекаем пыльник и его внутреннюю часть.

3. Вынимаем из оболочки сам трипоид.

4. С помощью отвертки снимаем стопорную шайбу, которая закрепляет трипоид на оси, и снимаем его.

5. Промываем все детали в бензине, чтобы удалить с них не только старую смазку, но и абсолютно все загрязнения.

Далее необходимо заложить новую смазку. Мы уже упоминали, что она должна быть особенной и идеально подходить для игольчатых подшипников. Сегодня довольно легко приобрести смазку, которая предназначена непосредственно для трипоидного ШРУСа, поэтому проблем у Вас не должно возникнуть.

В первую очередь нам понадобится обойма, из которой мы достали наш трипоид (ее еще называют просто «стакан»). Внутрь нее необходимо залить примерно 90 г смазки, оставив еще немного в стандартном пакетике. Далее, помещаем уже очищенный трипод на ось и вставляем его внутрь обоймы, выдавливаем сверху оставшуюся смазку. Оптимальное количество загрузки смазки для обычного автомобиля – 140 г.

Остается лишь обратно собрать деталь, установив на нее новый и целый пыльник, плотно зафиксировать все хомуты и установить узел обратно на автомобиль. Даже если деталь была не совсем новой, это продлит срок ее службы на достаточно длительный период времени, особенно если Вы будете бережно эксплуатировать свой автомобиль.

Что же касается ситуации, когда трипоидный подшипник полностью вышел из строя, то его замена осуществляется по вышеописанному принципу: снимаем с автомобиля старую неисправную деталь и устанавливаем вместо нее новую, предварительно смазав ее необходимым количеством смазки. Главное, чтобы новый трипоид был идентичным старому, иначе разбираться с новой поломкой Вам придется если не на следующий день, то на следующей неделе.

Во второй половине прошлого века начали разрабатываться автомобили с передним приводом, что потребовало надежного привода на ведущие колеса. Здесь пригодилось запатентованное в 20-х годах изобретение шарнира равных угловых скоростей (ШРУС). Сегодня почти все сходящие с конвейеров легковые машины и внедорожники имеют трипоид (внутренний ШРУС).

Что такое ШРУС и зачем он нужен

Обычные карданные шарниры с задачей поворачивания ведущего направляющего колеса справиться не смогли. Вращение у них передавалось на колеса неравномерно, значительно увеличивалась потеря мощности при повороте. Быстро изнашивались шины и сам шарнир. Валы и другие элементы трансмиссии были перегружены.

У нового шарнира таких недостатков не было. Усилие на ведущий вал передавалось равномерно, не зависимо от угла между соединяемыми им валами. Это достаточно простое устройство можно использовать долго. У него большая мощность при передаче момента вращения. Отсутствуют шумы и вибрация при работе. Поездка и управление в такой машине удобна и комфортна.

Шарнир внутренний и внешний

Для повышения эффективности работы, трансмиссии машин с передним приводом устанавливают внутренние и внешние шарниры, именуемые трипоидами или триподами. Трипоиды ШРУСа обычно универсальные, у некоторых моделей автомобилей в трипоидах внутренних ШРУСов применяют игольчатые подшипники. Они оснащены роликами и вилкой, допускающие смещение осей и предполагающие работу на углах, не превышающих 20 градусов. Помимо трипоидов есть еще шариковые шарниры.

Обычно шарнир регулировки угловых скоростей представляет собой:

• сферообразный корпус, соединенный с ведомым валом;
• обойму с ведущим валом;
• сепаратор для крепления и удержания шариков;
• несколько шариков в сепараторе.

Благодаря такой легкой конструкции момент вращения передается ровно и плавно, без потери мощности. Такой шарнир достаточно надежен, и его не сложно заменить в случае выхода из строя.

Как сберечь трипоид ШРУСа

Одной из проблем ШРУСа является его несовершенный смазочный механизм. Он фактически представляет собой пыльник, в котором хранится смазка. Учитывая уязвимость этого резинового или пластикового изделия при контакте с препятствиями на дороге, возникает опасность попадания в него и соответственно в трипоид пыли и грязи. Это неизбежно приводит к преждевременному износу механизма.

Этот вопрос нельзя пускать на самотек. При обнаружении свежего повреждения пыльника шарнир следует снять и промыть. После чего поставить новый и заполнив специальной смазкой. Проверив правый пыльник, проделать такую же процедуру с левым. Смазка для трипоидного ШРУСа должна обладать особыми качествами. Она должна предупреждать разрушение трипоида вследствие резких нагрузок на шарнир при начале движения машины, преодоления подъемов, крутых поворотах.

Если такой материал не обладает нужными характеристиками, механизм быстро изнашивается и выходит из строя. Например, применение смазки, содержащей графит категорически недопустимо. Для смазывания трипоидных ШРУСов, кроме тех, что имеют игольчатые подшипники, необходима черная пластичная смазка, которая содержит 3-5 процентов дисульфида молибдена. Она должна иметь нужную консистенцию, чтобы полностью заполнить весь узел.

Поддержание шарниров равных угловых скоростей – важное дело для обеспечения надежной работы трансмиссии. Чтобы не оказываться в сложном положении, стоит сделать правилом периодические осмотры пыльников и своевременную их замену со смазкой шарнира. При поломке хомутов крепления и разрыве пыльника шарнир целиком подлежит замене.

В конструкции современных переднеприводных легковушек и полноприводных кроссоверов для передачи вращательного движения от двигателя к передним колесам применяются ШРУСы (или «гранаты»). Шарниры обеспечивают стабильную скорость вращения приводных валов независимо от угла поворота колес и перемещений подвески. Такой тип привода состоит из двух шарниров, внутреннего и внешнего, которые закреплены на полуоси. Внутренний ШРУС вставляется в коробку переключения передач, а наружный закреплен в колесной ступице.

Конструкция внутреннего и внешнего ШРУСов различна: Внутренняя граната компенсирует вибрации двигателя и КПП, а также продольные перемещения полуоси при поворотах, но обладает небольшим углом изгиба. Устройство внешнего шарнира не допускает осевых перемещений рабочих частей, но обеспечивает непрерывную передачу момента вращения при изменении взаимного расположения валов в широких пределах (от 40 до 70 градусов).

Существует две основных модификации этого узла ходовой части автомобиля: шестишариковый ШРУС Рцеппа и трипоидный шарнир равных угловых скоростей. Чтобы определить, какой ШРУС лучше, трипоидный или шариковый, нужно ознакомиться с их рабочими свойствами.

ШРУС с шариковыми подшипниками

В общем виде деталь представляет собой корпус с ведомым валом (цапфой), в который вставлена обойма (кулак). На внутренней поверхности корпуса и внешней стороне обоймы нанесены направляющие канавки, по которым двигаются шесть шариков, удерживаемые сепаратором. В центральное отверстие кулака вставляется шлицевая часть приводного вала. Для обеспечения устойчивой работы установленный шарнир заполняется смазочным материалом и герметично закрывается резиновым или силиконовым пыльником. Для шариковых ШРУСов применяются густые смазки с дисульфидом молибдена.

Преимущества шарикового шарнира

Конструкция с шестью шариками при компактных внешних размерах обладает высокой надежностью и износоустойчивостью. Нагрузка распределяется на большую контактную площадь, поэтому ШРУС может передавать крутящий момент высокой интенсивности без негативных последствий для детали.

Также шариковый шарнир обладает большим углом поворота сепаратора, минимальным люфтам между элементами и соответственно низкими вибрационными нагрузками при начале движения машины. Принцип работы ШРУСов при движении автомобиля смоделирован в следующем видеоролике:

Характеристики внутреннего шарикового ШРУСа с прямыми делительными канавками:

• Возможный угол изгиба до 22 градусов,
• Максимальное осевое перемещение до 50 мм.

Показатели внешнего шарнира «Рцеппа» с радиусными направляющими канавками:

• Возможный угол изгиба до 54 градусов,
• Осевое перемещение не допускается конструкцией.

Трипоидный ШРУС с игольчатыми подшипниками

В качестве внутреннего шарнира на современных автомобилях часто используется граната трипоидной конструкции:

В корпусе такого шарнира располагается трехлучевая вилка, напрессованная на шлицы ведомого вала. На оконечностях вилки крепятся три рабочих ролика, которые могут перемещаться по направляющим канавкам корпуса при повороте или осевом смещении узла.

Для защиты трипоидных шарниров от износа и задиров металла применяются специальные синтетические составы без твердых добавок.

Особенности трипоидного шарнира

За счет применения игольчатых подшипников обеспечивается большая стойкость трипоидов к износу, а также снижаются потери на трение элементов в узле.

Характеристики трипоидных ШРУСов:

• Возможный угол изгиба до 18 градусов,
• Максимальное осевое перемещение до 55 мм,
• Компенсация вибраций двигателя и КПП более 60%.

Также трипоид не может одномоментно выйти из строя, обездвижив автомобиль, что немаловажно для любителей езды по бездорожью. Несмотря на резкий хруст и возникшие вибрации аварийный трипоидный ШРУС позволит своим ходом добраться до места ремонта.

Выбор ШРУСа по производителю

Шарниры равных угловых скоростей - востребованная среди автомобилистов деталь, поэтому перечень производителей подобных запчастей достаточно широк. Другой вопрос в том, какие эксплуатационные свойства гарантирует тот или иной бренд.

Большинство владельцев «Нивы» в качестве бюджетного, но надежного варианта советуют ставить заводские ВАЗовские шарниры в сборе с валами. В этом случае следует быть крайне внимательным при покупке, потому что количество контрафакта в данной ценовой категории просто зашкаливает.

Среди альтернативных вариантов лучшими считаются ШРУСы от фирм Lobro, GKN, PILENGA, однако есть и такие автолюбители, которых качество данной продукции разочаровало.

Еще одним фактором, негативно влияющим на срок службы гранат, является увлечение автовладельцев лифтингом своей «Нивы». В результате увеличения дорожного просвета углы изгиба ШРУСов приближаются к максимально допустимым. При последующей поездке по серьезному бездорожью может возникнуть ситуация, которая приведет к сверхнормативному перекосу полуосей и поломке шарнира.

Совет! Владельцам внедорожников следует более часто проводить профилактический осмотр и необходимую замену пыльников ШРУСов для предупреждения выхода шарнира из строя.