Приводы управляемых колёс автомобиля представляют собой комбинацию из двух шарниров равных угловых скоростей (ШРУС), соединённых валом со шлицевыми окончаниями. Строго говоря, аналогичная конструкция встречается и в заднем ведущем мосту с редуктором в отдельном картере, но диагностики гораздо чаще требует именно передний привод, работающий в более жёстких условиях по углам передачи момента.
Процесс определения, какой именно из четырёх работающих там ШРУС изношен или начал разрушаться, обычно затруднён и требует соблюдения точной методики, чтобы избежать лишних затрат времени и средств.
Наружный и внутренний ШРУС: отличия и особенности
Наружным считается шарнир, соединённый со ступицей колеса, а внутренним — расположенный со стороны выхода коробки передач или редуктора ведущего моста.
Оба эти узла отличаются по конструкции, что связано с предъявляемыми к ним требованиями:
- при работе привод в сборе должен изменять свою длину во время смещения подвески от одного крайнего положения по вертикали к другому, данная функция возложена на внутренний шарнир;
- обеспечением максимального угла поворота переднего колеса занимается наружный ШРУС, что предусмотрено при его проектировании;
- внешние шлицы наружной «гранаты» заканчиваются резьбовой частью, на которую накручивается гайка, стягивающая внутренние обоймы ступичного подшипника;
- шлицевое окончание с внутренней стороны привода может иметь кольцевую проточку под стопорное кольцо, или располагать свободной посадкой, удержание вала в картере обеспечивается иными средствами;
- внутренний шарнир в силу своих небольших отклонений по углу иногда выполняется не по классической шестишариковой конструкции, а в виде трипоида, то есть трёх шипов и игольчатых подшипников на них со сферическими наружными обоймами, это прочнее, долговечнее, но плохо работает на значительных углах.
В остальном узлы схожи, оба состоят из корпуса с канавками для шариков или шипов, внутренней обоймы, шлицами сидящей на валу привода и сепаратора, позиционирующего шарики при обкате рабочих канавок.
Выявление конкретного неисправного шарнира
Поскольку в переднеприводном автомобиле имеется четыре ШРУСа, важно локализовать неисправность и определить, какая из гранат требует замены или, как минимум, смазки. Многие не знают, как это сделать, хотя во многих случаях всё оказывается не так уж сложно.
Прежде всего, конечно, следует сделать визуальный осмотр. Если пыльник поврежден, то ШРУС однозначно требует как минимум демонтажа, профилактики, смазки и замены защитного резинового чехла, а как максимум — замены. О повреждении пыльника косвенно будет свидетельствовать смазка, разбрызганная на соседних деталях.
Попробуйте рукой покрутить шарнир вокруг оси. Исправный ШРУС должен остаться неподвижным. Если имеется люфт, то шарнир однозначно подлежит замене. Однако надежнее будет определить наличие или отсутствие люфта, демонтировав полуось с гранатами и зажав ее в тисках.
Причины и симптомы неисправности шарниров равных угловых скоростей
Основной причиной выхода из строя шарнира является износ канавок обеих обойм, сепаратора и шариков. Это может происходить естественным образом, то есть при наличии качественной смазки очень долго, на протяжении сотен тысяч километров пробега или ускоренно.
По теме: Что такое ШРУС, принцип работы, устройство и возможные поломки
Быстрый износ начинается с попаданием внутрь защитного эластичного чехла абразивов или воды. С такой добавкой к смазке узел живёт тысячу километров или меньше. Дальше начинают проявляться первые признаки неполадок.
При обкатке шариков обе обоймы находятся в точном взаимодействии с минимальными зазорами. Траектории качения и скольжения выверены прецизионно, часто даже путём селективного подбора деталей. Такой шарнир работает бесшумно при передаче любого расчётного крутящего момента и при любых углах из назначенного диапазона.
Как только из-за износа зазоры возросли или геометрия канавок исказилась, в шарнире появляются стуки за счёт выбора люфтов и хрусты из-за локальных подклиниваний. Передача момента происходит с рывками разной степени заметности.
Выработка шариков качения
Чаще всего это является либо следствием повреждения пыльника и вышеописанных проблем, либо просто старением металла в силу большого пробега. Проявляется возникновением посторонних звуков со стороны подвески, щелчков в поворотах, микровибраций и троганий с рывками. Устраняется только заменой механизма. Стоит отметить, что неисправный ШРУС может привести к поломке сопрягаемых узлов, поэтому не стоит откладывает его замену надолго.
Как проверить наружный ШРУС
Наиболее тяжёлым условием для наружной части привода будет передача большого момента под максимальным углом. То есть если шарнир изношен, то максимального значения люфты и акустическое сопровождение достигнут именно в таких режимах.
Отсюда и методика выявления:
- при движении на небольшой скорости колёса выворачиваются до упора в крайнее положение и выполняется резкий разгон, хруст раздастся со стороны неисправного ШРУС;
- повторением процедуры в обе стороны выводы уточняются, при этом имеется в виду, что угол поворота внутреннего по отношению к траектории колеса больше, чем наружного;
- при сомнениях, автомобиль вывешивается на подъёмнике, все эти действия повторяются, а находящийся под машиной диагност прислушивается уже к конкретным узлам, требуемая нагрузка симулируется одновременным нажатием акселераторной и тормозной педалей.
Окончательный диагноз ставится после снятия привода с машины и отсоединения от него шарниров. Люфты будут хорошо заметны при покачивании наружной обоймы относительно внутренней, износ канавок виден после разборки и удаления смазки, а трещины в сепараторе отчётливо просматриваются на его закалённой поверхности.
Диагностика
Чтобы гарантированно избежать проблем с выскочившим во время движения шрусом, необходимо своевременно производить диагностические работы. Не реже раза в месяц осматривайте состояние пыльника, если он поврежден, то обязательно устраните эту неисправность. Выявление поломки производится следующим образом:
- Частым способом является трогание с места при вывернутых колесах
. Для проведения такой диагностики потребуется вывернуть колеса, и резко стартовать с места. Наличие специфического хруста будет означать проблемы с шрусами; - Поднимите колесо на домкрате, в идеале, следует воспользоваться подъемником, но обычно в гаражах их не бывает. После чего осматриваем шрус, на нем не должно быть видимых повреждений. Также попробуйте пошевелить колесо. Шарнир не должен иметь люфтов;
- Этот способ более сложен, но довольно надежен. Вывешивается передок автомобиля. Включается первая передача, если у вас автомат, то выберите режим – D
. Запустите двигатель, и прислушайтесь к работе колес. Они не должны издавать даже малейшего хруста.
Собственно, это все что можно сделать для диагностики. Нужно отметить, что этот процесс на станциях техобслуживания полностью идентичен описанным методам.
Проверка внутренней «гранаты»
При проверке на ходу внутреннего шарнира также необходимо создать для него наихудшие условия работы, то есть максимальные углы. От поворота руля здесь ничего не зависит, поэтому потребуется максимально накренить автомобиль, двигаясь по дуге с большой скорости под полной тягой.
Хруст от внутренней стороны автомобиля относительно траектории будет означать износ внутреннего шарнира именно на этом приводе. Противоположная сторона наоборот, уменьшит угол излома, поэтому хруст там может появиться только от узла, находящегося совсем в критическом состоянии.
Испытание на подъёмнике можно построить примерно таким же способом, нагружая привод тормозами, а углы наклона рычагов подвески изменять с помощью гидравлических подпорок. Заодно достаточно просто оценить наличие люфтов и состояние чехлов. Давно разорванные пыльники с грязью и ржавчиной внутри будут означать, что шарнир подлежит однозначной замене.
Необходимый инструмент
Перед заменой пыльника внутреннего шруса ВАЗ 2114 стоит подготовить весь необходимый инструмент для этого. Для грамотной работы понадобятся:
- Рожковые ключи на 17, 19. Но лучше иметь полный набор под рукой;
- Набор головок и вороток;
- Баллонный ключ и домкрат;
- Пассатижи;
- Отвертка;
- Тряпка и перчатки.
Для удобства демонтажа можно заехать на яму или эстакаду. Обязательно установите автомобиль на стояночный тормоз или включите первую передачу. Для большей безопасности можно установить подпорки под колеса. Также обязательно проверьте, чтобы у вас был полный набор для замены: граната, пыльник, смазка шрус и два хомута.
Чем опасен хруст?
Хрустящий шарнир долго не проживёт, подобные ударные нагрузки разрушат его нарастающим темпом. Металл устаёт, покрывается сеткой микротрещин и питтинга, то есть выкрашивания рабочих поверхностей дорожек.
Очень твёрдый, но при этом хрупкий сепаратор просто треснет, шарики будут вести себя произвольным образом и шарнир заклинит. Привод будет разрушен и дальнейшее движение автомобиля станет возможным лишь на эвакуаторе, а пропадание тяги на большой скорости ещё и небезопасно.
Одновременно возможно нарушение работы коробки передач, подвергнувшейся ударам со стороны приводного вала.
История появления
Еще в конце XVII века известный ученый Гук предлагал применять карданный шарнир для вращений между валами. При этом карданный подвес впервые начал использоваться в Древней Греции. Шарнир, подобный тому, что был изобретен несколько веков назад, применяется в автотехнике и по сей день. Основным его недостатком считается неравномерность передачи вращения при возникновении углов между валами. Чем больше угол, тем сильнее вибрация. На практике шарнир для соединения вращающихся валов используется не всегда. Вместо него применяются пружины и муфты.
Карданный шарнир английского ученого присутствует в большинстве автомобилей сегодня. При небольшом угле поворота недостатки шарнира незаметны. Отрицательные моменты стали проявляться с появлением машин с приводом на управляемые колеса.
По другой версии шрусы изобрел ученый Альфред Рцепп. Это произошло в 1927 году. После этого деталь начали называть «шарнир Рцеппа», но со временем стало использоваться слово «граната».
Можно ли ремонтировать ШРУС или только замена
Практически ремонт ШРУС невозможен из-за высокой точности его изготовления, подразумевающей подбор деталей. Как-то работать собранный из разрозненных частей шарнир сможет, но говорить при этом о бесшумности и надёжности не приходится.
Изношенный узел придётся менять в сборе, поскольку изнашиваются также и шлицевые соединения на валу, после чего узел будет стучать даже с новыми шарнирами. Но это достаточно дорого, поэтому предлагается только изготовителями оригинальных запчастей.
Аналоги могут быть поставлены в виде комплектов из непосредственно ШРУС, пыльника, металлических хомутов и специальной смазки в нужном количестве.
Порванный пыльник
Наверное, самая распространенная неисправность одной из деталей ШРУСа, которая приводит к поломке всего механизма, — это повреждение пыльника. Последний бывает двух видов: резиновый и термопластовый. Резиновый заметно дешевле, так что в сегменте «лоу-кост» в основном используется он. Термопластовые пыльники заметно дороже, зато и гораздо выносливее, а также куда лучше переносят механические повреждения. Некоторые автовладельцы к термопласту относятся с подозрением в силу его жесткости, что является заблуждением.
Три главных врага пыльника ШРУСа — внешнее физическое воздействие, морозы и естественные перетирания.
С морозом все понятно: тут необходим только качественный состав материала пыльника, который дешевым не бывает. Так что если приобрести дешевый компонент, рассчитывать на его физические свойства не стоит.
Внешние повреждения чаще всего происходят у полноприводных автомобилей, которые частенько выезжают на бездорожье. В идеале после каждой такой поездки надо проводить хотя бы визуальный осмотр.
Перетирания чаще всего происходят, когда ШРУС поворачивается и ребра пыльника начинают касаться друг друга. Именно поэтому при замене пыльник нужно обязательно промазывать специальной смазкой изнутри, чтобы он не терся посуху.
Встречаются такие конструктивные особенности самих машин (например, отечественных), когда ШРУС все время находится в изогнутом состоянии и пыльник касается его внутренних металлических деталей. Кроме того, бывает, что пыльник находится вблизи систем сильного нагрева, например выпускного коллектора, в результате чего он потихоньку плавится.
Порванный пыльник сразу поломкой себя не проявит. Если смазка качественная, она будет довольно долго смазывать все трущиеся детали. Так что, если повреждение не выявилось на диагностике, то поломки и гудения ШРУСа иногда можно ждать месяц, а то и больше, поскольку в самом механизме смазка держится достаточно долго, однако в нее попадают абразивные частицы, которые ускоряют износ.
В случае потери смазки начинается перегрев трущихся механизмов, в результате чего проворачивает обойму ШРУСа и переднеприводная машина остается фактически с одним ведущим колесом.
