Шарнир типа бендикс вейсс

Обновлено: 28.01.2025

Важнейшей деталью любого транспортного средства является шрус – элемент, обеспечивающий передачу полуоси привода угловой скорости, благодаря чему его функционирование не прерывается во время поворотов.

Так как этот комплектующий элемент нуждается в защите, его устанавливают вместе с пыльником, обработанным специальной смазкой, заметно продлевающей срок службы и улучшающей эксплуатационные характеристики. О том, что представляет собой шрус, каковы его разновидности и назначение, пойдет речь в нашем сегодняшнем материале.

1. Что такое шарнир равных угловых скоростей
2. Назначение шруса
3. Разновидности - наружные и внутренние
4. Кулачковые шрусы
5. Причины и признаки поломки шруса
6. Устранение неисправности
7. Как решить проблему
8. Выводы

Что такое шарнир равных угловых скоростей

Шрус необходим для обеспечения равномерной передачи крутящего момента к тем колесам, которые являются ведущими, во время их поворота на 70 градусов по отношению к оси. Детали устанавливают на машинах с независимой подвеской.

Дело в том, что над решением проблемы с передачей крутящего момента от мотора на колеса конструкторы работали достаточно долго, эта задача оказалась не такой простой, как думалось изначально.

Так была придумана трансмиссия, но даже при ее наличии колеса являются в определенной степени независимыми деталями, к кузову авто они крепятся независимо, характеризуясь также независимостью от КПП.

Когда речь идет о заднеприводных транспортных средствах, вопрос решается посредством использования карданного вала, а вот с переднеприводными машинами дела обстоят иначе. Понадобились иные детали, которые могли бы обеспечить передачу вращательных движений на колеса, подпрыгивающие по отношению к кузовной части.

Проблема заключается в том, что обычный кардан не способен гарантировать постоянную угловую скорость ведомого вала, который устанавливается под углом. Возникали рывки, крутящий момент передавался неравномерно.

Сюда прибавилась еще и необходимость обеспечения точной передачи крутящего момента при повороте колес под углом до 70-ти градусов. Важно было, чтобы решение стало максимально надежным, ведь речь идет о детали, которая регулярно подвергается высоким нагрузкам.

Назначение шруса

Как уже говорилось выше, назначение данной детали сводится к передаче крутящего момента от силовой установки транспортного средства на ведущие колеса с сохранением их возможности поворачиваться под нужным углом и в соответствии с поворотом рулевого колеса. Благодаря особенностям конструкции деталь способствует передаче вращательных движений между полуосями под углом до 70-ти градусов.

Впервые шрус придумали давно, в теории его описали еще в 20-х годах 20-го века, сделал это знаменитый инженер Рцеппа, деталь так и назвали – шарниром Рцеппа.

Но тогда дальше теории дело не пошло, изобретение не получило практической реализации. На практике шрус начали использовать гораздо позже, в начале 60-х годов, первопроходцами в этом плане стали машиностроители из Японии.

Разновидности - наружные и внутренние

Если говорить о конструкции, то шрусы бывают нескольких типов, причем, чаще всего используются детали шарикового типа, получившие название трипода или трехшипа. Чтобы вращательный момент передавался надлежащим образом, обязательно наличие 2-х шарниров – шруса внутреннего и наружного.

Первый входит в коробку передач, а второй, то есть наружный, вставляется в ступицу колеса, являющегося ведущим. Для соединения шарниров между собой используется вал. Внутренний шарнир возмещает осевое перемещение привода, тогда как основная задача внешнего – обеспечивать стабильную передачу крутящего момента при разных углах полуосей.

По состоянию на сегодняшний день существует 4 типа деталей, ставших темой нашего разговора:

• сухариковые;
• трипоидные;
• карданные спаренные;
• шариковые.

Сухариковые устанавливаются преимущественно на грузовых автомобилях, а также на крупногабаритной спецтехнике, используемой в сложных условиях эксплуатации. Трипоидные являются обязательными элементами внутренних конструкций, главная их особенность – внушительное осевое перемещение.

Карданные спаренные используются редко, так как они сложны в плане устройства и практически не подлежат ремонту. Шариковые получили наиболее широкое распространение, именно этот тип шрусов устанавливают на автомобили с передним приводом.

Кулачковые шрусы

Кулачковые шарниры, именуемые также сухариковыми, как уже говорилось выше, используются преимущественно на грузовой технике. Они состоят фактически из 4-х частей – вилок (2 шт.) и фасонные диски (2 шт.). Вилки отличаются большим размером, они призваны выдерживать огромные нагрузки и отлично справляются с этой задачей.

Трипоидные

Такие детали нашли свое применение в легковом и коммерческом транспорте. Вместо шариков в них используются вращающиеся ролики, рабочая поверхность которых выполнена в форме сферы.

Шариковые

Эта разновидность получила наиболее широкое распространение. Прототип шарнира был разработан Альфредом Рцеппой в начале 20-го века, с тех пор конструкция практически не изменилась, она представляет собой 6 шариков, работающих по канавкам полукруглого сечения. Преимуществом такого узла является его компактность, износостойкость (необходимость замены шруса возникает не ранее, чем через 200 тыс. км), способность выполнять свои функции при углах до 40 градусов.

Карданные спаренные

Еще один тип шрусов, в которых для компенсации неравномерности передачи угловой скорости первого кардана внедрили второй кардан. Важно, чтобы угол между осями этих двух валов не был больше, чем 20 градусов, в противном случае возникнут вибрации, нагрузка возрастет, деталь может выйти из строя. Как правило, спаренные карданные шарниры используются в крупной дорожной технике.

Причины и признаки поломки шруса

К наиболее распространенным признакам выхода из строя переднего шруса, равно как и других аналогичных деталей, относится следующее:

• агрессивная манера вождения;
• повреждение пыльников шруса;
• ненадлежащее качество (количество) смазочного материала;
• исчерпание ресурса внутренней обоймы и сепаратора.

Как правило, преждевременный износ шруса связан с разгерметизацией защитного чехла либо с тем, что хомуты крепления расшатались и заметно ослабли. Через образовавшиеся, таким образом, пустоты и трещины в узел поступает пыль, грязь и лишняя влага, образуется некое подобие жижи, которая влияет на деталь самым что ни есть агрессивным образом, способствуя ее оперативному износу.

Признаки неисправности шрусов:

1. При повороте ведущих колес появляется хруст, усиливающийся, когда эти колеса выворачиваются в крайнее положение.
2. Машина разгоняется неравномерно, с рывками.
3. На вывешенном колесе в шарнире появляется люфт.

Устранение неисправности

Прежде чем приступать к устранению неисправности, необходимо определить, какой именно шарнир является проблемным. Для этого можно использовать метод, описанный ниже.

Следует поднять машину на домкрат и проверить все 4 шарнира. Процесс проверки состоит в следующем:

• устанавливаем рулевое колесо в средне положение.
• Вывешиваем переднее колесо (любое из них).
• Ставим рычаг КПП в нейтральное положение и запускаем двигатель.
• Выжимаем сцепление, включаем первую передачу, аккуратно отпускаем сцепление. При этом вывешенное колесо приходит в движение.
• Подвергаем шрусы нагрузке, плавно нажимая на педаль тормоза. При этом проблемная деталь должна заявить о себе – появится характерный хруст. Если же обе детали исправны, посторонних звуков не возникнет, а мотор начнет глохнуть.
• Выворачиваем руль влево до максимума. Если неисправна внутренняя деталь, она по-прежнему будет хрустеть. Если проблемы наблюдаются во внешнем шарнире, звук усилится.

Таким же образом проверяем и правые шарниры, но в этом случае руль выворачиваем в правую сторону.

Как решить проблему

Определив, какая именно деталь неисправна, ее нужно снять, разобрать, хорошенько промыть и внимательно осмотреть. При наличии видимых повреждений, дефектов и люфтов придется купить новый шрус, так как ремонт в данном случае невозможен. Причем, одновременно с установкой новой детали придется выполнить также замену пыльника шруса.

А вот когда шарнир в порядке, целостность не нарушена, его после промывки необходимо покрыть смазкой шруса и установить на прежнее место. К слову: новую деталь также необходимо набить смазкой, поместив ее и под пыльник.

Смазка подвижной части шарниров является обязательным условием их эффективной работы. Согласно общепринятым стандартам, при сборке детали для внутреннего шруса необходимо использовать около 100 гр. смазки, на внешний ее идет немного меньше.

Выводы

Из описанного выше становится понятно, что шрусы являются незаменимым конструктивным элементом транспортного средства. Последствия эксплуатации автомобиля с вышедшей из строя деталью могут быть плачевными – высок риск заклинивания колес и, как следствие – создания аварийной ситуации на дороге.

Замена шарниров – удовольствие весьма дорогостоящее, однако ее необходимо выполнять вовремя, ведь если этот конструктивный элемент разрушится, его остатки могут попасть в КПП, что повлечет за собой необходимость ремонта уже двух недешевых узлов.

Используется в системах привода управляемых колёс легковых автомобилей с независимой подвеской и, реже, задних колёс.

Первые попытки реализовать передний привод осуществлялись при помощи обычных карданных шарниров. Однако, если колесо перемещается в вертикальной плоскости и одновременно является поворотным, наружному шарниру полуоси приходится работать в исключительно тяжелых условиях — с углами 30—35°. А уже при углах больших 10—12° в карданной передаче резко увеличиваются потери мощности, к тому же вращение передаётся неравномерно, растёт износ шарнира, быстро изнашиваются шины, а шестерни и валы трансмиссии начинают работать с большими перегрузками. Поэтому потребовался особый шарнир — шарнир равных угловых скоростей — лишённый таких недостатков, передающий вращение равномерно вне зависимости от угла между соединяемыми валами.

Содержание

Типы шарниров равных угловых скоростей

Существуют различные конструкции ШРУСов. Различают обычно:

Наиболее распространённый сегодня шариковый ШРУС состоит из шести шариков, внешнего и внутреннего колец с прорезями под шарики, которые соединяются с приводным валом шлицевым соединением, и сепаратора, удерживающего шарики.

Эта система не терпит грязи и становится более хрупкой при больших углах поворота.

Шарниры равных угловых скоростей всегда герметизируются пыльником, так как расположение шарнира способствует попаданию в него пыли, которая быстро выводит его из строя. [1]

См. также

Примечания

Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 15 мая 2011.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Шарнир равных угловых скоростей" в других словарях:

шарнир равных угловых скоростей — 3.2 шарнир равных угловых скоростей: Шарнир, соединяющий ведущий и ведомый валы и обеспечивающий их одинаковые угловые скорости при любом угловом положении. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

шарнир — 3.7 шарнир: Часть оправы, соединяющая рамку и заушник и обеспечивающая его перемещение относительно рамки. Источник: ГОСТ Р 51932 2002: Оптика офтальмологическая. Оправы корригирующих очков. Общие технические требования и … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Шарнир — Цилиндрический шарнир Шарнир (нем. Scharnier, от фр. charniere, от лат. c … Википедия

ШРУС — шарнир равных угловых скоростей … Словарь сокращений русского языка

Передний привод — Общий случай компоновки легкового автомобиля с приводом на передние колёса … Википедия

Переднемоторная, переднеприводная компоновка — Общий случай компоновки легкового автомобиля с приводом на передние колёса. Cord L29 первый серийный переднеприводный автомобиль. См. также категорию: Передний привод Передний привод конструкция трансмиссии автомобиля, при которой крутящий… … Википедия

Механизм — (греч. μηχανή mechané машина) это совокупность совершающих требуемые движения тел (обычно деталей машин), подвижно связанных и соприкасающихся между собой. Механизмы служат для передачи и преобразования движения … Википедия

АВТОМОБИЛЬ ЛЕГКОВОЙ — самодвижущееся четырехколесное транспортное средство с двигателем, предназначенное для перевозок небольших групп людей по автодорогам. Легковой автомобиль, обычно вмещающий от одного до шести пассажиров, именно этим, в первую очередь, отличается… … Энциклопедия Кольера

Используется в системах привода управляемых колёс легковых автомобилей с независимой подвеской и, реже, задних колёс.

Первые попытки реализовать передний привод осуществлялись при помощи обычных карданных шарниров.

Однако, если колесо перемещается в вертикальной плоскости и одновременно является поворотным, обычному наружному шарниру полуоси приходится работать в исключительно тяжелых условиях — с углами 30-35°. Но при углах больших, чем 10-12°, в карданной передаче резко увеличиваются потери мощности, к тому же вращение передаётся неравномерно, растёт износ шарнира, быстро изнашиваются шины, а шестерни и валы трансмиссии начинают работать с большими перегрузками. Таким образом, требовался особый шарнир — шарнир равных угловых скоростей — лишенный таких недостатков, передающий вращение равномерно вне зависимости от угла между соединяемыми валами.

Типы шарниров равных угловых скоростей

Существуют различные конструкции ШРУСов. Различают обычно:

Эта система требует обильной и постоянной смазки, не терпит грязи и становится более хрупкой при больших углах поворота.

По своей базовой конструкции продольные и по­перечные приводные валы похожи, но специаль­но адаптированы под разные задачи.

Продольные валы должны быть рассчитаны на высокую частоту вращения, угол в их шарнирах обычно мал, и при небольшой массе они долж­ны иметь небольшие размеры, обеспечивающие компактность туннеля для карданного вала.

К поперечным валам требования другие. Они рассчитаны на меньшую частоту вращения, чем продольные валы, но должны работать с боль­шими углами в шарнирах и обеспечивать осевое перемещение.

Для удовлетворения этим требованиям суще­ствуют шарниры самого разного типа.

Карданные шарниры

Карданный шарнир относится к самым старым конструктивным элементам в автомобилестрое­нии.

Карданный шарнир состоит из двух вилок, ко­ваной крестовины, четырех чашек с игольчатыми подшипниками и стопорных колец.

Одна вилка приварена к трубе карданного вала, а другая выполнена заодно с фланцем шар­нира или со шлицевым валом. Карданные шарни­ры с игольчатыми подшипниками — разборные, чашки с этими подшипниками можно заменять. Чтобы при высокой частоте вращения вала эти чашки не вышли из вилки, они фиксируются в проушинах стопорным кольцом или стопорной шайбой.

Чаще всего применяются карданные шарниры с разборными проушинами вилок (рис. 1 «Разборный карданный шарнир с игольчатыми подшипниками«). Ре­монтопригодность таких шарниров выше благо­даря возможности быстро заменить крестовину, разобрав проушины.

Другой вариант конструкции — карданные шар­ниры с подшипниками скольжения (рис. 2 «Неразборный карданный шарнир с подшипниками скольжения«), они имеют запрессованные чашки с вкладышами и не разбираются.

Герметичность игольчатых подшипников в карданных шарнирах обеспечивается рабочими кромками уплотнения в чашке, поэтому смазоч­ным шприцом нужно действовать аккуратно, не нагнетая смазку слишком резко.

Шарниры равных угловых скоростей

На переднеприводных автомобилях при повороте управляемых колес шарнирам приводных валов приходится работать под такими большими угла­ми, что применение простых карданных шарниров невозможно из-за неравномерности вращения.

В настоящее время почти на всех легковых автомобилях применяются только шарниры равных угловых скоростей.

Между тем, шарниры бывают самого разного типа. ШРУСы принципиально различаются по ха­рактеру применения и устройству шарнира (рис. 3 «Типы шарниров«).

Эти два основных отличительных признака обусловлены конструкцией.

• Жесткие шарниры;
• Универсальные шарниры.

Жесткие шарниры

Как видно из названия, эти шарниры жестко сое­динены с приводным валом и не допускают осе­вого смещения. Это обеспечивается стопорным кольцом, кулачком или специальной штамповкой.

Задача этих шарниров — обеспечивать поворот управляемых колес и одновременно передавать крутящий момент на эти колеса.

Жесткий шариковый шарнир

В таких шарнирах (рис. 4 «Жесткий шариковый шарнир«) усилие передается несколькими шариками, которые перекатывают­ся в специальных канавках.

Основными элементами жесткого шарикового шарнира являются внутренняя обойма, шесть шариков (чаще всего) и корпус (наружная обойма). Такие шариковые шарниры могут работать под углом до 50°.

Для точного перемещения шариков по канав­кам между корпусом и внутренней обоймой име­ется сепаратор.

Шарики постоянно занимают положение, соот­ветствующее половине угла между осями валов. Центр окружностей канавок не совпадает с централь­ной точкой шарнира — это называется смещением.

При пересекающихся канавках внутренней обоймы и корпуса шарики всегда стремятся в биссекторную плоскость.

Внутреннее устройство жестких шариковых шарниров может различаться, например, по фор­ме канавок для шариков. В сечении эти канавки могут представлять собой дугу окружности или эллипса.

Различают шарниры типов АС, RF и UF:

Выбор того или иного типа шарниров зависит от конкретной конструкции автомобиля.

Этот тип шарниров (рис. 5 «Жесткий трехшиповый шарнир«) очень популя­рен у французских автопроизводителей. Его отличает простота конструкции и изготовле­ния.

Универсальные шарниры

Эти шарниры должны допускать определенный угол отклонения и осевую подвижность. Их зада­ча — не только обеспечивать передачу крутяще­го момента при движении колес вверх-вниз, но и компенсировать изменение длины приводных валов при повороте управляемых колес.

Универсальный шариковый шарнир

Этот шариковый шарнир (рис. 6 «Универсальный шарнир«) тоже состоит из внутренней обоймы, шариков и наружной обоймы.

Максимальный угол в универсальном шарнире составляет около 22°. Осевое перемещение в таких шарнирах варьи­руется в диапазоне от 22 до 55 мм.

Изготовители подразделяют их на шарниры типа DO и VL:

Ролики на шипах трипода сидят на игольчатых подшипниках, что минимизирует силы трения и снижает осевую нагрузку. За счет этого увеличи­вается срок службы шарнира.

В отдельных случаях, когда осевые усилия должны быть минимальными даже при боль­ших углах отклонения, оптимальным решением является разработанный компанией GKN шар­нир AAR (Angular Adjusted Roller Joint) (рис. 8 «Шарнир типа AAR и вид обоих шарниров (с трением скольжения и качения) в разрезе«).

Универсальные высокооборотные шарниры

На легковых автомобилях продольные приво­дные валы передают меньший крутящий момент, поэтому здесь тоже можно использовать ШРУСы, которые выполнены в виде универсальных высо­кооборотных шарниров и работают под углом до 10° (рис. 9 «Высокооборотный трехшиповый шарнир«).

Их преимущество — в способности работать на высоких оборотах (до 9000 об/мин) при абсолют­но синхронном вращении.

Эластичные шарниры

Если карданный вал отклоняется лишь на небольшой угол, можно использовать эластичные шарниры. В этом случае речь идет в основном о резинотканевых муфтах или эластичных резиновых муфтах с предварительным натягом, обладающих особыми свойствами.

Резинотканевая дисковая муфта

Благодаря малому дисбалансу, высокой нагру­зочной способности, компактности, простоте из­готовления и вибродемпфирующим свойствам резинотканевые дисковые муфты (рис. 10 «Цельная резинотканевая дисковая муфта«) оптимально подходят для применения в транс­миссии легковых автомобилей.

Вулканизированные в резиновую основу крепежные втулки связаны друг с другом пакета­ми петель из нейлонового или вискозного корда. Изменяя количество и материал петель в пакетах, можно изготавливать муфты для передачи раз­личных по величине крутящих моментов.

Комбинирование работающих на растяжение пакетов петель с эксцентрическими резиновыми подушками позволяет реализовать различные углы кручения в режимах тяги и принудительного холостого хода.

Резиновая муфта

Резиновые муфты (рис. 11 «Стянутая лентой резиновая муфта«) отличаются тем, что не требуют никакого обслуживания. Они отцентрированы для передачи высокой частоты вращения карданных валов и могут работать под углом около ±8°.

Такая муфта состоит из работающих на сжа­тие резиновых сегментов с предварительным на­тягом, вулканизированных на радиально рас­положенные шайбы.

Монтаж резиновой муфты выполняется под предварительным натягом, который создается стальной лентой, стягивающей муфту по периме­тру. После установки эту ленту необходимо снять.

Хотя резиновые муфты применимы только при малых углах отклонения валов, они обладают весьма положительными свойствами:

• Способны гасить крутильные колебания и изо­лировать вибрации и шум, обеспечивая высо­кий уровень комфорта в салоне автомобиля;
• Благодаря осевой подвижности снижают на­грузку на шлицы карданного вала;
• Обладают высокой крутильной упругостью и за счет этого минимизируют толчки при трогании автомобиля с места и переключении передач;
• Способны компенсировать в известных преде­лах технологически обусловленные дисбаланс и непараллельность приводных валов.

Упругий полукарданный шарнир

В этом шарнире (рис. 12 «Упругий полукарданный шарнир с резиновыми элементами и центрирующим кольцом«) направляющий стер­жень сидит в центрирующем кольце муфты, в результате чего за счет упругого крепления ре­зиновых элементов возможны небольшие углы отклонения вала.

Упругий полукарданный шарнир не требует об­служивания и работает бесшумно.

Используется в системах привода управляемых колёс легковых автомобилей с независимой подвеской и, реже, задних колёс и в приводах передних колес внедорожников, иногда — на рельсовом подвижном составе.

Первые попытки реализовать передний привод осуществлялись при помощи обычных карданных шарниров. Однако, если колесо перемещается в вертикальной плоскости и одновременно является поворотным, наружному шарниру полуоси приходится работать в исключительно тяжелых условиях — с углами 30—35°. А уже при углах, больших 10—12°, в карданной передаче резко увеличиваются потери мощности, к тому же вращение передаётся неравномерно, растёт износ шарнира, быстро изнашиваются шины, а шестерни и валы трансмиссии начинают работать с большими перегрузками. Поэтому потребовался особый шарнир — шарнир равных угловых скоростей, — лишённый таких недостатков, передающий вращение равномерно вне зависимости от угла между соединяемыми валами.

Существуют различные конструкции ШРУСов. Различают обычно:

Наиболее распространённый сегодня шариковый ШРУС состоит из шести шариков, внешнего и внутреннего колец с прорезями под шарики, которые соединяются с приводным валом шлицевым соединением, и сепаратора, удерживающего шарики.

Отдельно стоит остановиться на выборе смазки для ШРУС. Из-за высоких ударных нагрузок, например при трогании автомобиля с места, преодолении подъёмов, данный тип шарнира требует выбора специальной смазки — например, ШРУС-4 [6] . Применение неподходящей для шарнира смазки — низкого качества или неспособной выдерживать ударные нагрузки — приводит к быстрому износу и выходу ШРУСа из строя.

Также шарнир требует периодического осмотра состояния резинового чехла, защищающего от загрязнения и попадания воды. Вода в сочетании с кислородом воздуха превращает MoS₂ в абразивный диоксид молибдена, чем сильно ограничивает применимость его в смазках.

Если обнаружены трещины или сильные потёртости, а сам чехол сохраняет герметичность, то можно обойтись заменой чехла, хомутов крепления, и заново смазать шарнир. В случае, если разрушились хомуты крепления, или чехол порван — рекомендуется замена шарнира целиком.

Шарниры равных угловых скоростей всегда герметизируются пыльником (чехлом), так как расположение шарнира способствует попаданию в него пыли, которая быстро выводит его из строя [7] .

Ресурс ШРУС современных автомобилей (при соблюдении герметичности чехла) очень велик и сопоставим с ресурсом самого автомобиля.

Читайте также:

  
• Как настроить радио на магнитоле пионер deh 4000ub
  
• Отличие передних и задних тормозных колодок иж
  
• Комбо устройства регистратор и антирадар silverstone
  
• Муфта vvti лифан х60 замена
  
• Замена маслосъемных колпачков солярис