Сучасні передньоприводні і більшість заднеприводних автомобілів оснащені двома півосями, кожна з яких складається з приводного валу з двома ШРУСами (шарнірами рівних кутових швидкостей) на кінцях. Півосі забезпечують безвібраційних і стабільний привід коліс. Чим коротша відстань між точкою приводу (силовий агрегат) і точкою прикладання (колесо), тим менші втрати енергії. Основне завдання шарнірів рівних кутових швидкостей полягає в передачі крутного моменту від коробки передач на колесо – з малими витратами на тертя і з додатковою компенсацією ходу підвіски, а в передньоприводних автомобілях – ще й поворотних рухів. Ступінь свободи, необхідний для ходу підвіски і повороту керованих коліс, забезпечується за рахунок кутів вигину і осьового зсуву шарнірів. З цією метою для кожної півосі необхідний один універсальний і один жорсткий карданний шарнір.
Типи ШРУСів
- Жорсткі карданні шарніри
Вже сама назва вказує на тип конструкції: за рахунок того, що центр обертання валу жорстко зафіксований і не змінюється, покращується передача крутного моменту. Жорсткі карданні шарніри не допускають осьові переміщення. Як правило, вони встановлюються на кінцях півосей передньоприводних автомобілів з боку колеса. Залежно від типу автомобіля можливий кут вигину до 53°.
- Універсальні карданні шарніри
Завдяки цим шарнірам стає можливим не тільки кутове переміщення, а й осьове. Універсальні карданні шарніри поділяють на такі типи:
- Шарикові універсальні карданні шарніри;
- Трипоідні універсальні карданні шарніри;
- Трипоідні кругові універсальні карданні шарніри;
- Універсальні карданні шарніри з круговим зміщенням.
Термін служби ШРУСів залежить в першу чергу від умов експлуатації автомобіля. При пошкодженні шарніра наслідки можуть виявитися дуже серйозними, в кращому випадку це буде лише втрата тягового зусилля. У гіршому випадку блокується колесо або відділяється піввісь. При цьому нерідко ушкоджуються сусідні вузли – коробка передач т.д.
Про виникнення проблем зі ШРУСами свідчить поява вібрацій і шумів під час руху авто. При найменших ознаках таких несправностей рекомендується відвідати СТО.
80% всіх проблем зі ШРУСами виникають через змінення робочої дистанції піввісі, 8% – через неправильний або неакуратний монтаж. Ще 8% – через пошкодження пильників, що ведуть до втрати мастила і до забруднення шарніра. І лише 4% всіх випадків виходу шарнірів з ладу обумовлені ударами і звичайним зносом компонентів.
При пошкодженнях півосей, причину часто не удається усунути при першому відвідуванні СТО.
Неусунені несправності продовжують створювати проблеми, що викликає невдоволення у клієнта. Важливою передумовою для високої зносостійкості і тривалого терміну служби шарнірів і півосей є правильне налагодження агрегатного вузла, який складається з двигуна, коробки передач і підвіски коліс. В звичайних умовах ШРУСам притаманний високий термін служби, проте він забезпечується тільки за умови регулярного контролю герметичності пильників і надійності кріплення хомутів.
Якщо в ході аварійного або агрегатного ремонту вимагається демонтувати двигун або коробку передач, то при подальшому монтажі необхідно стежити за правильністю центрування агрегатного вузла.
При роботах з рульовою трапецією надзвичайно важливе абсолютно точне регулювання зворотного сходження в повороті і максимального повороту керованих коліс. Якщо максимальний кут повороту виходить за межі кута вигину шарніра, виникає ризик пошкодження шарніру. Якщо в конструкції осей використовуються кінцеві упори кута повороту рульового колеса, то ці кінцеві упори необхідно перевірити на предмет зносу і пошкоджень.
Причини несправностей ШРУСів
Робоча дистанція півосі задана конструкцією. Вимірювання цієї дистанції під впливом зовнішніх умов може привести до значних пошкоджень. Робоча дистанція змінюється в першу чергу під впливом наступних факторів:
- Подушка двигуна або опорний кронштейн КПП.
- Центрування двигуна і коробки передач.
- Проблеми в системі підвіски коліс (пошкодження ступиці, поворотних кулаків, шарнірів, амортизаторів і т.д.).
Пошкодження жорстких карданних шарнірів
При перевантаженні півосі першим страждає, як правило, шарнір, розташований з боку коробки передач.
Сильна вібрація і удари передаються також і на зовнішній шарнір. В результаті на внутрішніх компонентах шарніра можуть виникнути тріщини. Найчастіше шарніри виходять з ладу через несправність або порваних пильників. Більшою мірою до цього схильні зовнішні шарніри, тому що через більший кут вигину, навантаження на пильник вище.
Пошкодження універсальних карданних шарнірів
Універсальні карданні шарніри також страждають від несправностей в загальній системі агрегатів і балок мостів.
- Пошкодження кулькових універсальних карданих шарнірів
Збільшення дистанції в кулькових універсальних карданих шарнірах призводить до того, що внутрішня обойма занадто сильно виходить з шарніра і робота по передачі приводного зусилля виконується тільки на одному кінці шарніра. На кінцях доріжок кочення віникає надмірне напруження, і внутрішні компоненти шарніра (сепаратор, обойма і кульки) сильніше зношуються або ж можуть бути пошкоджені.
При зменшенні дистанції, обойма шарніра прижимається до фланців КПП. При цьому сам шарнір і внутрішні компоненти коробки передач теж піддаються надмірним навантаженням і в гіршому випадку можуть бути пошкоджені.
Ознаки подібних ушкоджень – поява сильних шумів, а потім і руйнування шарніра, після чого передача зусилля переривається.
- Пошкодження трипіодних кругових універсальних карданних шарнірів
У трипіодних кругових універсальних карданних шарнірах, які, як правило, встановлюють з боку КПП, при зміні довжини півосі за рахунок коливань підвіски і повороту керованих коліс зірочка-трипод здійснює в корпусі по внутрішній доріжці кочення зворотно-поступальні рухи. При несправностях в загальній системі агрегатів і балок мостів виникає небезпека збільшення або зменшення робочої дистанції.
При надто великому збільшенні дистанції, зірочка-трипод вислизає з гнізда і тягове зусилля пропадає. При скороченні дистанції зірочка-трипод вдаряється об дно корпусу і пошкоджує внутрішні компоненти коробки передач.
Пошкодження пильників
Дефекти пильників, перш за все на керованих мостах, є найбільш частою причиною пошкоджень шарнірів. Нерідко це пояснюється неправильним монтажем хомутів. Якщо хомути кріпляться з неправильним моментом затяжки або ж якщо замість хомутів взагалі використовуються пластикові стрічки, то тиску притиску недостатньо і пильник зісковзує з шарніра.
Крім того, шарнір може передчасно вийти з ладу і при незадовільно виконаному, у час монтажу, видалення повітря з шарніра, а також при пошкодженні матеріалу внаслідок застосування невідповідних мастил.
Щоб термін служби залишався досить високим, пильники повинні бути надійно і щільно закриті, не втрачаючи при цьому необхідну гнучкість. Тільки так вони можуть в повній мірі виконувати свої завдання.
Загальні рекомендації
Зіткнення при ДТП або сильні удари із-за поганої дороги виходять за рамки звичайного, обумовленого старінням зносу. Якщо в результаті доводиться міняти піввісь, то всі прилеглі компоненти слід уважно перевірити під час діагностики, що, можливо, дозволить запобігти подальшого ремонту.
Необхідно проконтролювати такі моменти:
- Стан та кріплення всіх агрегатних опор.
- Поворотні кулаки з монтажними вузлами (шарніри, поперечні кермові тяги і т.д.).
- Шасі, підрамник, мости (включаючи всі болти кріплення).
- Ступичні підшипники і ступиці коліс.
- Верхнє і нижнє кріплення амортизаторів.
- Контроль кутів установки коліс за допомогою спеціального приладу.
Для запобігання пошкоджень пильників і ШРУСів і для забезпечення герметичності при монтажі необхідно дотримуватися таких моментів:
- Встановлюйте тільки нові і відповідні хомути.
- Не використовуйте повторно старі хомути.
- Не використовуйте замість хомутів пластикові стрічки.
- Використовуйте тільки ті мастильні матеріали, які додаються до наших продуктів.
- Для чищення всередині шарніра рекомендується наступне:
а) Зняти ШРУС з півосі.
б) Видалити мастильний матеріал, наскільки це можливо.
в) Очистити зібраний шарнір.
г) Для очищення і видалення бруду використовуйте ацетономістячі розчинники.
д) Висушити стисненим повітрям.
- Перш ніж починати новий монтаж, заповніть внутрішню порожнину шарніра дисульфідом молібдену.
- Видаліть зайве повітря з пильника, вставивши викрутку між пильником і піввісю.
- Встановіть і закріпіть хомути на призначених місцях.
