Типы ШРУСов и их конструкции

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) представляет собой деталь ходовой части авто, которая обеспечивает передачу вращения от трансмиссии на ведущие колёса машины. 

Автолюбители часто называют ШРУС гранатой (по причине внешнего сходства). ШРУС бывает: внешний или наружный (устанавливается на ступице) и внутренний (устанавливается на дифференциале). Внутренний и внешний ШРУСы соединяет между собой жесткий вал, создавая вместе с ним привод. 

Разрабатывалось много конструкций шарнира равных угловых скоростей, но сегодня наиболее распространенными являются 5 типов ШРУСов, которые имеют конструктивные отличия между собой: «Тракта»; кулачково-дисковые; четырехшариковые («Вейсс»); универсальные шестишариковые («Рцеппа»); трехшиповые типа «Трипод». Рассмотрим их подробней.

В состав кулачково-дискового ШРУСа входит 2 кулака, 2 вкладыша и диск. У вкладышей обработанные внешние цилиндрические шейки, а внутри есть пазы с плоскими боковыми поверхностями. Цилиндрические шейки вкладышей охватываются кулаками, диск же входит в пазы. Каждая полуось при такой конструкции может поворачиваться относительно оси диска и шеек вкладышей, так сказать, в 2-х перпендикулярных направлениях. Кулачково-дисковый шарнир, при его использовании, имеет максимальный рабочий угол между валами — 45°.

Однако кулачковые и кулачково-дисковые ШРУСы имеют весьма низкий КПД по причине больших габаритов и немалого веса. Следовательно, их давно не используют в легковых автомобилях.

Конструкция данного ШРУСа состоит из 2 кулаков, в которых по специальной дуге исполнены канавки. 4 шарика находятся на пересечении симметрично канавок, которые расположены в биссекторной плоскости. Интересный факт: если автомобиль движется вперед, усилие передается одной парой шариков, если движется назад – другой парой.

Четырехшариковый шарнир («Вейсс») устанавливали на многие советские полноприводные автомобили: ГАЗ-66, ГАЗ-69, УАЗ-469, ЗИЛ-131, а также на многие зарубежные авто с повышенной проходимостью.

Широкое распространение данные шарниры обрели за счет простоте конструкции, а значит, низкой трудоемкости изготовления. Поэтому стоимость их была низкой. Тем не менее, у данного типа ШРУСа есть существенные недостатки: максимальный рабочий угол составляет до 32°, а ввиду большой контактной нагрузки, приходящейся лишь на 2 шарика, соответственно, и на 2 канавки, его срок службы не превышает 30 тыс. км.

В шарнире Альфреда Рцеппа крутящий момент передается с помощью 6 шариков. Именно эта конструкция сейчас очень популярна у производителей легковых автомобилей, поскольку считается самой совершенной, а также долговечной.

Классический шарнир «Рцеппа» состоит из таких основных компонентов, как: корпус (сферическая чашка с ведомым валом), внутренняя обойма (сферический кулак с ведущим валом), делительный рычажок, сепаратор, удерживающий 6 шариков. Они находятся в меридианальных канавках с полукруглым сечением, которые выполнены на внутренней сферической поверхности корпуса, а также во внутренней обойме.

Данный ШРУС с делительным рычажком имеет рабочий угол до 37°. Благодаря усилию шести шариков этот небольшой ШРУС может передавать внушительные крутящие моменты. Такая конструкция достаточно надежна, имеет высокий КПД, но при этом отличается высокой стоимостью.

Трехшиповой шарнир («Трипод») производный семейства «Рцеппа», но его конструкция очень отличается от предшественника. Применяется данный тип ШРУСа на легковых и грузовых машинах не большой грузоподъемности. Существует 2 вида трехшиповых шарниров: универсальные и жесткие. 

Первые допускают перемещения вдоль оси, необходимые для компенсации колебаний передней подвески, а также силового агрегата при езде на неровных поверхностях. Однако, данный вид трехшипового шарнира может работать при небольших углах – до 25°, а значит его зачастую используют в качестве внутренних ШРУСов.

Жесткие трехшиповые ШРУСы могут передавать крутящий момент при углах между валами до 43°. С другой стороны они не допускают осевые перемещения, благодаря этому их и назвали «жесткими». Применяют их в качестве наружных ШРУСов.