Что такое трипоид в автомобиле. Как устроен трипоидный подшипник? Когда потребуется съемка со штатива

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.

ШРУС, или шарнир равных угловых скоростей, - это механизм, с помощью которого обеспечивается передача крутящего момента от системы трансмиссии на колеса. При этом тяга передается на ведущие управляемые колеса без потерь в мощности. Механизм позволяет обеспечивать повороты до 70 градусов.

Существует несколько типов ШРУСов, которые применяются в переднеприводных авто. Сухариковые устанавливаются преимущественно на тяжелые грузовики или автобусы. ШРУС трипоидный применяют во внутренних конструкциях из-за их характеристик осевых перемещений. Спаренные карданные угловые шарниры не особенно популярны по причине сложной конструкции. Шариковый ШРУС наиболее распространен на переднеприводных автомобилях. Такие установлены на моделях от "АвтоВАЗа".

Функция и расположение шарнира

О том, что представляют собой эти узлы, для чего они предназначены, знает достаточно малое число автомобилистов. И даже больше - на различных форумах эта деталь имеет множество названий.

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.

шарнир равных угловых сторостей

Всем известно, что двигатель с коробкой передач достаточно жестко закреплён относительно кузова. Через сцепление (или гидромуфту) шестерёнки коробки передач (или фрикционы) крутящий момент в итоге оказывается на фланцах. А вот колёса относительно того же кузова, можно сказать, гуляют сами по себе. Они меняют и высоту и угол поворота.И расстояние между фланцами и ступицами постоянно меняется. Для передачи крутящего момента должны использоваться привода с возможностью изменения длины и угла, но без потерь передачи усилия. Для этих задач используется ШРУС- шарнир равных угловых скоростей.

У большинства автовладельцев наверняка при упоминании этого термина всплывает перед глазами вполне конкретная конструкция. Но на самом деле их несколько видов , и к ШРУСам можно смело отнести даже крестовины карданного вала. На современных автомобилях они, конечно, не применяются в трансмиссиях, но на самых распространённых двух типах, используемых в наших автомобилях, остановимся.

тот, что слева, называется триподом. Очевидно, название связано с количеством рабочих элементов, их три

в то время как в более распространённой конструкции используется шесть шариков

Неисправность классического ШРУСа чаще всего вызывается разрушением поверхности внутренней и наружной обойм

или разрушением сепаратора

В триподе чаще всего разрушается ролик

в НЕоригинальных триподах очень часто изнашивается и корпус. Например, вот ЭТО произошло за 2000 км

в «классическом» ШРУСе за счёт бОльшего количества рабочих элементов (шариков) нагрузка распределяется более равномерно, и появление раковин на обойме проявляется не сразу. В то время как разрушение роликов в триподе моментально определяется сильной вибрацией при движении.

——————————————————————————-

p.s. спасибо моей музе