Содержание
что это, устройство, виды и признаки неисправностей
Сама идея шарнира равных угловых скоростей (ШРУС) известна очень давно. Но особой необходимости применять их в автомобиле не было, а сложность шарниров означала высокую цену. Изменить ситуацию смог лишь массовый перевод серийных автомобилей широкого применения на передний привод.
Содержание статьи:
- 1 Зачем в машине нужен ШРУС
- 2 Устройство шарнира равных угловых скоростей
- 2.1 Внутренний
- 2.2 Наружный
- 3 Виды и виды конструкций
- 3.1 Кулачковые
- 3.2 Трипоидные
- 3.3 Шариковые
- 3.4 Карданные
- 4 Возможные неисправности шарнира
- 5 Что будет, если не менять неисправный ШРУС
Преимущества подобной компоновки легко окупали любые мыслимые затраты на внедрение ШРУС в автопромышленности в серьёзных масштабах, а это практически весь существующий рынок легковых автомобилей, кроссоверов и даже лёгких грузовиков.
Зачем в машине нужен ШРУС
Передний привод и поперечное расположение двигателя совершили революцию в автомобилестроении.
Можно долго спорить о преимуществах и недостатках различных схем привода для водителей и дорог, но с точки зрения производителей такое сочетание стало безусловным благом:
- компоновка машины обрела дополнительную свободу для конструктора за счёт чёткой локализации силового агрегата и трансмиссии;
- моноблок из двигателя, коробки передач и ведущего редуктора с дифференциалом максимально компактен, обладает хорошей жёсткостью и минимальной массой;
- снимается много проблем, связанных с вибронагруженностью трансмиссии;
- у кузова можно сделать ровный пол, без тоннеля под карданный вал к заднему мосту;
- отсутствие редуктора ведущего заднего моста и полуосей позволяет более плотно упаковать подвеску, обеспечив объёмный и глубокий отсек под багаж;
- пространство для задних пассажиров увеличилось;
- топливные баки стали наращивать объём без ущерба для багажника;
- высвободилось дополнительное место под запасное колесо, а при его отсутствии отсек можно было использовать как добавочный багажный органайзер;
- кажущаяся устойчивость переднеприводной машины на дороге обеспечила прекрасный рекламный эффект, навсегда замаскировавший истинные причины появления массового переднего привода.
При таком количестве влияющих факторов решение проблемы передачи крутящего момента на управляемые колёса стало делом техники. Начали появляться поначалу не очень совершенные, а затем и современные шарнирные валы переднего привода.
Качество поднималось, а цена снижалась, в результате сейчас аналогичные конструкции используются и в заднем приводе, что позволяет значительно усовершенствовать заднюю подвеску.
Устройство шарнира равных угловых скоростей
Положение силового агрегата относительно кузова практически неизменно. Небольшие отклонения за счёт упругости подушек можно в счёт не принимать, а вот ответная часть — ступица ведущего, да ещё при этом и управляемого колеса, испытывает целый ряд перемещений.
Читайте также: Что такое вискомуфта, принцип работы, устройство и проверка
Приводной вал состоит из металлического стержня, сплошного или полого внутри, заканчивающегося шлицевыми соединениями, на которые надеты два шарнира. Каждый из них должен обладать качеством равномерной передачи вращения в расчётном диапазоне углов изгиба вала в целом.
Это и отражено в названии, угловая скорость не должна меняться даже в пределах одного оборота, иначе возникнут колебания момента и вибрации. Оба ШРУС неодинаковы, каждый разработан под специфические функции.
Внутренний
Внутренним считается тот, что расположен со стороны выхода трансмиссии, обычно это коробка передач, внутри которой размещён дифференциал. Внутренний ШРУС своим выступающим шлицованным валом вставляется в одну из полуосевых шестерён дифференциала. Здесь же расположена проточка, по которой работает уплотняющий сальник, герметизирующий масляный картер коробки.
Устроен этот шарнир может быть различными способами, поскольку требования по максимальному углу отклонения вала привода по отношению к оси дифференциала небольшие (обычно это несколько градусов).
За счёт длины привода большой ход колеса вызывает небольшое угловое отклонение вала, хотя на некоторых машинах, например, если коробка обладает значительными размерами или рядом расположен угловой редуктор отбора мощности на задний мост, ставится удлинительный вал, а привод укорачивается. Тогда требования к углам работы внутренних ШРУС ужесточаются.
По теме: Что такое дифференциал (принцип работы, устройство и виды блокировок)
Отличительной особенностью внутреннего шарнира стала возможность за счёт его внутренних перемещений компенсировать изменение длины всего привода. Поскольку он являет собой гипотенузу треугольника, одним из катетов которого будет ход подвески, то при изменении этого хода длину вала также надо менять.
Это учитывается в конструкции внутреннего ШРУС. Реально на автомобилях можно встретить шариковый или трипоидный шарнир.
Наружный
От наружного изменение длины не требуется, зато его диапазон углов работы значительно шире. Это связано с обеспечением максимального угла поворота колеса, определяющего манёвренность автомобиля в стеснённых условиях.
Современные шарниры настолько совершенны, что переднеприводные машины уже практически превзошли показатели старых заднеприводных автомобилей, где шарниров не было вовсе, а угол поворота ограничивался компоновкой колёсных арок.
Именно по этой причине трипоид здесь никогда не применяется. На больших углах он не является ШРУС, создавая непреодолимые вибрации. Почти везде установлены шестишариковые шарниры, лишь на некоторых тяжёлых вездеходах ставятся кулачковые или карданные ШРУС.
Виды и виды конструкций
Вполне возможно создать универсальный шарнир, который перекроет все потребности.
Но вопрос цены и прочности иногда заставляет применять компромиссные решения, которые с точки зрения чистой техники несовершенны.
Кулачковые
Такие шарниры состоят из двух фигурных вилок, входящих одна в другую, между которыми расположены вкладыши и диск, передающие вращение без рывков под значительными углами.
При всей примитивности шарнира выполняется он достаточно точно, способен передавать значительные моменты при компактности конструкции, прочен и надёжен. Но потери в нём высоки, что превращается в проблему на высоких скоростях. Поэтому используются кулачковые ШРУС только на тяжёлой тихоходной технике.
Трипоидные
Имеют трёхшиповую конструкцию, а на каждый шип надет игольчатый подшипник со сферической наружной обоймой. Эти обоймы скользят по направляющим канавкам, выполненным изнутри наружного корпуса ШРУС.
Очень прочны, долговечны, терпимы к качеству смазки, но плохо работают при больших отклонениях вала, вызывая вибрации. Поэтому используются обычно на легковых машинах с небольшими ходами подвесок в качестве внутренних ШРУС.
Шариковые
Наиболее распространённые и совершенные конструкции. Шестишариковый ШРУС можно встретить практически на каждом автомобиле, имеющем передний привод, в качестве наружного шарнира.
Шарнир состоит из:
- корпуса, играющего роль наружной обоймы, в которое нарезаны направляющие для связывающих шарнир стальных шариков;
- внутренней обоймы, также обладающей пазами под шарики;
- сепаратора, ограничивающего лишнюю подвижность шариков;
- чехла-пыльника, играющего большую роль в сохранении смазки, чистоте и долговечности всего устройства.
Шарнир прекрасно работает на любых скоростях, имеет высокий КПД и достаточно долговечен. Из недостатков только высокая цена, обусловленная качественными материалами и точностью изготовления.
Карданные
ШРУС на основе карданного шарнира может считаться таковым только если в нём применены две крестовины, развёрнутые относительно друг друга на прямой угол. Тогда неравномерность вращения одной компенсируется работающей в паре.
Конструкция громоздкая, тем не менее часто применялась из-за своей прочности, неприхотливости и ремонтопригодности. В основном на внедорожниках.
Возможные неисправности шарнира
Почти всегда проблемы со ШРУС связаны с нарушением условий смазки. Заложена она туда на весь срок службы, но только при условии сохранения герметичности чехла, а именно он и является слабым местом шарнира.
Пыльник открыт всем дорожным неприятностям, может быть повреждён или просто дать трещину из-за состарившегося материала. Моментально в шарнир попадёт пыль, вода, смазка превратится в ржавую грязь, а точно выполненные шарики и канавки потеряют свою идеальную форму. Ремонту такой шарнир уже не подлежит.
Возможны и поломки из-за перегруза.
Шарниры очень не любят резких ускорений при максимальных углах работы. Особенно если ШРУС уже поработал и приработался под определённые условия. Получив такую экстремальную нагрузку, он начнёт подклинивать, скорее всего лопнет стальной закалённый сепаратор, шарики обретут свободу и ШРУС разрушится.
Естественный износ тоже наступает, но очень нескоро. Если следить за состоянием чехлов и сохранностью смазки, а ещё лучше иногда её менять вместе с пыльником, промывая узел, то ресурс тут будет сравним с двигателем или коробкой передач.
Что будет, если не менять неисправный ШРУС
При работе изношенный или повреждённый шарнир будет издавать характерный хруст, переходящий в звонкие стуки при разгоне в повороте или прохождении его на высокой скорости с креном автомобиля.
Это означает, что шарики подклинивают и испытывают пиковые разрушающие нагрузки. Закончится это поломкой и отказом передавать момент на колесо, как говорят, привод срезан.
Момент очень опасный, поскольку произойти это может в повороте, где тяга критически важна, да и оторвавшийся вал привода способен создать большие неприятности, а выскочивший внутренний шарнир лишит коробку герметичности, и она потеряет масло.
Без эвакуатора автомобиль передвигаться не сможет.
что это за деталь? и как она устроена?
Автомобили, оснащенные передним приводом, в 60-х годах очень заинтересовали инженеров и разработчиков практически всех автомобильных брендов. Считалось, что такая компоновка кузовов дает возможность получить больше свободного места в салоне. Для осуществления этой идеи инженеры придумали достаточно сложный на тот момент механизм. Он позволял обеспечить вращение передних колес и управлять ими при более компактных размерах конструкции.
Как создавали ШРУС
Так как существует несколько видов шарниров угловых скоростей, то точно установить, какая конструкция была первой, очень трудно. Но есть мнение, что узел на основе шариков, один из популярных сегодня, был изобретен в 20-е годы.
Идея создания кулачкового механизма пришла в голову французскому изобретателю Грегуару. В начале 20-х он получил патент на это изобретение.
Спаренный карданный элемент равных угловых скоростей использовали преимущественно в американских моделях автомобилей и в системах трансмиссий французских «Панар-Левассор».
ШРУСы – что это такое?
ШРУС — это шарнир равных угловых скоростей. Его используются в конструкции независимой подвески на переднеприводных автомобилях. Это деталь обеспечивает не только энергию вращения, но и позволяет управлять поворотом колес. Так, этот узел позволяет выполнить поворот ведущего колеса на угол до 70 градусов. Деталь похожа на ручную гранату, поэтому автолюбители так и прозвали этот шарнир.
Эта конструкция также встречается в автомобилях с задним либо полным приводом, но лишь в моделях с независимой подвеской. В этом случае задние колеса имеют возможность двигаться горизонтально и вертикально. Существует наружный и внутренний ШРУС. Что это за деталь, вы скоро узнаете.
Как устроены шарниры угловых скоростей
В зависимости от типа детали конструкция может быть различной. Однако зная, как работает ШРУС, что это за элемент, и какова его роль, можно сказать следующее. С одной стороны вал соединяется со ступичным подшипником, а с другой – с дифференциалом.
Шарниры равных скоростей отдают энергию вращения от мотора к ведущим колесам через подшипники.
Основные составляющие изделия – обойма и корпус. И на корпусе, и на обойме, расположенной внутри корпуса, нарезаны специальные канавки, где установлены шарики. Шарики очень жестко соединяют эти составляющие друг с другом, тем самым передавая вращение.
Благодаря большему рабочему углу, которым обладает наружный ШРУС (что это, вы уже знаете), угол поворота может доходить до 70 градусов. Диапазон возможностей внутреннего шарнира позволяет ему двигаться лишь на 20 градусов. Так, и внешне и внутренне изделие использует различные виды элементов. С внешней стороны приводной вал оснащается шаровыми, а вот с внутренней – треножными шарнирами.
Внешнее изделие состоит из обоймы, смонтированной на валу и с канавками по радиусу.
Корпус также имеет канавки. В них установлены шарики, с помощью которых передается крутящий момент.
Внутренние детали могут отличаться по своей конструкции в зависимости от модели автомобиля и вида подвески.
Так, на моделях ВАЗ канавки прямые, а не радиальной формы. На украинских ЗАЗах ролики смонтированы на трех шипах, вращающихся на игольчатых подшипниках.
В нашей статье мы рассматриваем ШРУСы. Что это такое, вы уже примерно понимаете, работают они в достаточно проблемных местах, ведь там всегда много грязи и пыли, поэтому они оснащены специальной защитой. Для этого используется защитный пыльник – это резиновая накладка, которая надежно удерживается на корпусе при помощи хомутов.
Достоинства и недостатки
Вы уже многое знаете про ШРУС (что это важные детали в конструкции автомобиля). Поэтому можно обсудить основные достоинства и недостатки этих изделий. Среди преимуществ можно выделить такое свойство. При передаче энергии нет потерь в мощности, как это бывает при использовании других механизмов с другим принципом действия. Также среди достоинств – простая замены и невысокая стоимость.
Среди недостатков – конструктивные особенности пыльника. Ведь он выполняет сразу несколько функций.
Это защита механизма от грязи и контейнер для смазки. Недостаток такой детали, как ШРУС — что это соединение расположено там, где невозможно предотвратить его соприкосновение с другими предметами. Так, пыльник можно легко порвать, а без смазки «граната» быстро выйдет из строя.
Ресурс или немного об обслуживании
Ресурс этих деталей может зависеть от большого количества всевозможных факторов.
Чаще всего этот показатель бывает разным из-за особенностей строения, а также использования. И если конструкцию автовладелец изменить не может, то вот режим эксплуатации полностью в его власти.
Износ «гранаты» в естественных условиях неизбежен. Но зачастую возможности этих узлов резко уменьшаются по вине владельца автомобиля.
Кто-то любит стартовать, чтобы машина буксовала при вывернутых колесах. В этом положении наружные узлы находятся в частично зажатом состоянии – это повышенные нагрузки. Следствие – скорая замена.
Другие автовладельцы любят тюнинг. Иногда мощность двигателя увеличивается до серьезных пределов, что не ведет ни к чему хорошему.
Чем больше крутящий момент, тем быстрее износ.
Пыльники
Еще одна группа водителей забывает проверять состояние пыльников. Есть фактор, оказывающий значительное влияние на сроки работы такой детали, как ШРУС. Что это смазка, догадаться легко. А значит, нужно регулярное обслуживание механизма. Если герметичность пыльника нарушится, то это не только вызовет загрязнение механизма, но и отсутствие смазки. Все это не лучшим образом повлияет на долговечность узла.
Чтобы продлить ресурс изделия, нужно регулярно следить за пыльником, а манера вождения должна быть более спокойной. Тогда этот узел прослужит долго.
землеройка | Среда обитания и факты
водяная землеройка
Все СМИ
- Похожие темы:
- белозубая землеройка
короткохвостая землеройка
водяная землеройка
Водяная землеройка Старого Света
Восточная водяная землеройка
Просмотреть весь связанный контент →
Резюме
Прочтите краткий обзор этой темы
землеройка , (семейство Soricidae), любой из более чем 350 видов насекомоядных, имеющий подвижное рыло, покрытое длинными чувствительными усами и выступающее над нижней губой.
Их большие резцы используются как щипцы для захвата добычи; верхняя пара зацепляется, а нижняя пара выдвигается вперед. Землеройки имеют неприятный запах, вызванный запаховыми железами на боках, а также на других частях тела.
Землеройки — мелкие млекопитающие с цилиндрическим телом, короткими и тонкими конечностями и когтистыми пальцами. Их глаза маленькие, но обычно видны в мехе, а уши округлые и умеренно большие, за исключением короткохвостых и водяных землероек. Длина хвоста варьируется у разных видов, некоторые из них намного короче тела, а другие заметно длиннее. Пол сразу не различим, так как семенники остаются в брюшной полости самца и не опускаются. Полушария головного мозга маленькие, но обонятельные доли выдающиеся, что отражает меньший интеллект и манипулятивные способности, но усиленное обоняние. От 26 до 32 зубов с белыми или красными кончиками не заменяются в течение жизни животного (молочные зубы выпадают до рождения).
Естествознание
Большинство землероек активны круглый год, днем и ночью, с регулярными периодами отдыха.
Они питаются в основном насекомыми и другими беспозвоночными, но также поедают мелких позвоночных, семена и грибы. Североамериканские короткохвостые бурозубки (род Blarina ) и водяные землеройки Старого Света (род Neomys ) выделяют токсичную слюну для обездвиживания добычи. Землеройки имеют высокий уровень метаболизма и могут ежедневно потреблять пищи больше, чем их собственный вес; они не могут прожить более нескольких часов без еды. В результате жизнь землеройки состоит в основном из лихорадочных поисков пищи. Наземные землеройки обладают острым слухом, обонянием и осязанием. Они исследуют подстилку и почву своей мордой и выкапывают любых беспозвоночных, обнаруженных по запаху и их чувствительным усам. Крупную добычу прижимают передними лапами, но захватывают ртом и манипулируют гибкой мордой, при этом пища отталкивается в сторону при пережевывании. Земноводные виды почти полностью зависят от прикосновения, чтобы обнаружить добычу под водой. Землеройки издают щелчки, чириканье, чириканье, писк, урчание, свист, лай и ультразвуковые звуки в контексте тревоги, защиты, агрессии, ухаживания, взаимодействия между матерью и детенышами, а также исследования и поиска пищи.
У землероек бывает от 2 до 10 слепых лысых детенышей в одном или нескольких ежегодных пометах; беременность длится до 28 дней. Мать внимательна и иногда перемещается, неся детенышей за шею или подталкивая их к новому гнезду. Когда детеныши становятся достаточно взрослыми, они могут образовывать цепочку, каждый хватаясь за основание хвоста впереди идущего, следуя за матерью, когда она убегает от беспокойства или перемещается. Такое поведение называется караванингом.
Землеройки встречаются по всей Северной Америке до северо-запада Южной Америки, Африки, Евразии и островных групп к востоку от материковой Азии до островов Ару на континентальном шельфе Австралии. Они приспособились к самым разнообразным условиям, населяя тундру, хвойные, лиственные и тропические леса, саванны, влажные и засушливые луга и пустыни. Более 40 процентов живых видов (145 из 325) являются коренными жителями Африки, при этом 16 видов зарегистрированы в одном месте на юго-востоке Центральноафриканской Республики.
Азиатская домовая землеройка ( Suncus murinus ) был завезен в некоторые части Аравии, Африки, Мадагаскара и на некоторые острова Тихого и Индийского океанов.
Форма и функция
Обыкновенная бурозубка ( Sorex araneus ) представляет средний размер большинства видов, весит до 14 граммов (0,5 унции) и имеет тело от 6 до 8 см (от 2 до 3 дюймов) в длину и более короткий хвост (от 5 до 3 дюймов). 6 см). Одним из самых маленьких известных млекопитающих является карликовая белозубая землеройка ( Suncus etruscus ) из Евразии и Северной Африки, весом от 1,2 до 2,7 грамма (от 0,04 до 1 унции) и размером тела от 4 до 5 см (от 1,6 до 2 дюймов). ) длинный и более короткий хвост (от 2 до 3 см [от 0,8 до 1,2 дюйма]). Среди самых крупных — бронированная землеройка ( Scutisorex somereni) из экваториальной Африки, который весит до 113 граммов (около 4 унций), имеет длину тела от 12 до 15 см (от 4,7 до 5,9 дюймов) и хвост от 8 до 10 см (от 3,1 до 3,9 дюймов) в длину.
Короткий, густой, мягкий мех землероек варьируется от серого до черного, либо с немного более светлыми тонами, либо с белым на нижней части тела. Некоторые виды Sorex трехцветные, с темно-коричневой спиной, серовато-коричневыми боками и сероватой нижней стороной. Пегая землеройка (род Diplomesodon ) белая с серым вдоль головы и спины.
Форма тела одинакова у всех землероек, но изменения в анатомических деталях отражают различный образ жизни. Например, большинство землероек живут на земле, но некоторые тропические виды, такие как лесные мускусные землеройки (род Sylvisorex ) в Африке и белозубые землеройки (род Crocidura ) в Азии, также кормятся и путешествуют в кустах, лианах и небольшие деревья под пологом леса. У этих видов длинные ступни и пальцы ног, а хвост намного длиннее тела.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас
Прочие землеройки приспособлены к рытью нор.
Это североамериканские короткохвостые бурозубки (род Blarina ), кенийские землеройки (род Surdisorex ), азиатская землеройка ( Anourosorex squamipes ), длиннокоготная бурозубка Келаарта ( Feroculus feroculus ) Шри Ланка. У всех крошечные глаза, скрытые мехом, очень маленькие уши, также спрятанные в мехе, длинные роющие когти на передних лапах и короткие хвосты. Они строят и кормятся в подземных норах, проводя на поверхности лишь ограниченное время.
Водяные землеройки имеют особенно маленькие глаза (покрытые кожей в роде Nectogale ). Это амфибии, живущие на суше и кормящиеся в воде. Причудливую и необъяснимую специализацию демонстрирует африканский Scutisorex somereni . Он имеет дополнительные и увеличенные поясничные позвонки, сцепленные многочисленными костными шипами, образуя гибкий и очень прочный позвоночник. Эта землеройка может выдержать вес человека.
водяная землеройка | млекопитающее | Британика
водяная землеройка
Все СМИ
- Похожие темы:
- землеройка
Водяная землеройка Старого Света
Североамериканская водяная землеройка
элегантная водяная землеройка
Восточная водяная землеройка
Просмотреть весь связанный контент →
водяная землеройка , любой из 12 видов земноводных землероек с широкой мясистой мордой, большой грудью, длинными задними лапами и пальцами.
Большинство водяных землероек живут в горных местообитаниях и кормятся в чистых холодных ручьях и небольших реках. Они используют все четыре ноги для плавания, но большая часть движущей силы исходит от задних ног. Их относительно большой мозг связан с увеличенными нервами, ведущими к обильным и чувствительным усам землероек, которые используются для обнаружения добычи под водой на ощупь. Водяные землеройки охотятся не с помощью обоняния, зрения или слуха, поскольку их обонятельные области мозга уменьшены, глаза маленькие, а уши скрыты мехом.
Их мягкий, очень густой мех черноватый, но немного светлее или белее на нижней части тела. Более длинные волоски на его шерсти не имеют округлой формы, как у наземных землероек, а с каждой стороны бороздчатые (Н-образные в поперечном сечении), а бороздки содержат многочисленные гребни. Эта конфигурация помогает улавливать воздух, придавая покрытию водоотталкивающие свойства и повышенную изоляцию для противодействия потерям тепла при погружении.
Длинный хвост тонко опушён.
Элегантная водяная землеройка ( Nectogale elegans ) континентальной Юго-Восточной Азии является наиболее специализированным для водной жизни. Лишь изредка выныривая из воды, питается только личинками и нимфами водных насекомых. У этого вида полностью отсутствуют наружные уши, и он слеп, его глаза покрыты кожей. Его ноздри расположены за носовым упором, который закрыт клапанами для защиты от воды. По бокам ступней есть мелкая чешуя, а пальцы окаймлены жесткими волосками; все четыре ноги перепончатые. Бахрома и лямки увеличивают площадь поверхности ступней для толкания в воде. Ладони имеют большие дискообразные подушечки, повышающие маневренность на мокрой и скользкой поверхности. Вдоль хвоста четыре ряда бахромы, которые сливаются к кончику в форме руля. Элегантная водяная землеройка весит до 45 граммов (1,6 унции), длина тела составляет от 10 до 14 см (от 4 до 5,5 дюймов), а длина хвоста почти равна длине тела.
Два из 72 видов рода Sorex — водяные землеройки.