Що таке ШРУС в автомобілі — 5 роз’яснень без технічної плутанини

У конструкції автомобіля є вузол, який часто збиває з пантелику новачків — ШРУС. Ця абревіатура звучить на станціях технічного обслуговування. Водії в розмові часом згадують «гранати», говорячи про несправності приводу. Що ж таке ШРУС у машині, яку роль він відіграє і як пов’язаний із підвіскою? Нижче розглянуто п’ять ключових питань про цей пристрій.

ШРУС в автомобілі: це що таке

ШРУС — це механізм у трансмісії автомобіля, який передає обертання колесам. Простіше кажучи, ШРУС у машині — це рухоме з’єднання. Він передає обертання від двигуна до ведучих коліс навіть під кутом. З’єднує приводний вал з колесом. Завдяки йому колеса отримують крутний момент під час повороту керма та роботи підвіски. Без цих шарнірів нормальна робота передньопривідних авто була б неможливою. Колеса не змогли б одночасно обертатися, повертатися плавно й з однаковою швидкістю.

ШРУС — це скорочення від «шарнір рівних кутових швидкостей». Англійською його називають CV-joint. Назва відображає головний принцип роботи. Шарнір передає обертання плавно, без ривків, навіть за зміни кута між валами. У народі, за характерну форму, зовнішній ШРУС часто називають «гранатою». Звідси пішли вирази «права зовнішня граната» або «ліва граната». Так механіки позначають, з якого боку зовнішній шарнір потребує уваги.

Його конструкцію доопрацювали ще у 1920-х роках. Відтоді він став обов’язковою деталлю всіх легкових автомобілів. У СРСР їх масово застосовували на передньопривідній «Ниві». Тепер уявити автомобіль без них неможливо.

Де знаходяться ШРУСи? У передньопривідному автомобілі зазвичай використовують по два шарніри на кожну піввісь. Усього чотири: по внутрішньому та зовнішньому на лівому і правому приводі. У повнопривідних моделях з незалежною підвіскою шарніри встановлюються також на задніх колесах. Тому сумарно таких вузлів вісім. Кожен шарнір герметично закритий гумовим чохлом (пильником) і заповнений мастилом. Попри компактні розміри, ці шарніри важливі в автомобілі. Вони забезпечують гнучкість і рухливість трансмісії.

До слова: Машина заводиться і глохне через кілька секунд — 7 проблем, які легко усунути

Принцип дії ШРУСа: як він працює і з чого складається

ШРУС передає обертання під кутом. При цьому вхідний і вихідний вал обертаються з однаковою швидкістю. У зовнішньому шарнірі це забезпечується системою сталевих кульок. Він складається зі сферичного корпусу та втулки з канавками. Між ними розташовані сепаратор і шість кульок, які передають крутний момент. Під час обертання кульки рухаються канавками. Це дозволяє валам змінювати кут відносно один одного.

Завдяки симетричному розташуванню кульок обертальний момент передається плавно, без фазових коливань. За будь-якого кута шарнір не «провалюється» і не клинить. Зовнішній (наружний) працює під більшими кутами повороту — до ~30-45°. У деяких конструкціях навіть до 70°. Це критично для передніх керованих коліс. За вивернутого керма зовнішній шарнір сильно згинається. При цьому він продовжує рівномірно обертати колесо. Кульковий легко справляється з цим завданням. Він передає обертання без ривків і вібрацій, навіть на поворотах і нерівностях.

Окрім зовнішніх, на приводному валу є також внутрішні ШРУСи. Вони розташовані з боку коробки передач або диференціала. Їхня конструкція інша — часто це так звані триподні ШРУСи. Внутрішній шарнір не потребує такого великого кута повороту (зазвичай до ~15-20°). Натомість він має дозволяти змінюватися довжині приводного вала.

Під час роботи підвіски відстань від коробки до колеса постійно змінюється (колесо «ходить» вгору-вниз відносно кузова). Внутрішня граната компенсує ці ходи. Триподний ШРУС виглядає як вилка з трьома роликами. Вони входять у корпус із канавками й нагадують трипроменеву зірку. Ролики ковзають по канавках. Через це внутрішній шарнір рухається вздовж вала і компенсує хід підвіски. Колесо вільно рухається вгору і вниз без втрати крутного моменту. Триподи надійні та довговічні. Вони витримують навантаження, але працюють під меншим кутом повороту.

Кожен приводний вал має внутрішній і зовнішній ШРУС.

1. Зовнішній — передає обертання на колесо під час повороту керма.
2. Внутрішній — з’єднує вал з диференціалом і забезпечує роботу підвіски.
3. Разом вони постійно передають обертання на колеса. Навіть коли ті повертаються і їдуть по купинах.

Ці шарніри знімають навантаження з трансмісії та прибирають вібрації. Кардан так не вміє. На великих кутах він передає обертання ривками, викликаючи биття і швидкий знос деталей. Гомокінетичний шарнір позбавлений цих недоліків. Він синхронно обертає вал і колесо під будь-яким кутом. Це дозволило використовувати передній привід і незалежну підвіску. Плавність ходу при цьому не страждає.

Кожен шарнір закритий міцним гумовим пильником. Він утримує мастило і захищає механізм від води, бруду та пилу. Якщо пильник герметичний, шарнір може працювати дуже довго. Навантаження розподіляється рівномірно між кульками або роликами. Знос мінімальний.

Варто знати: Як залити присадку у двигун — корисні поради та рекомендації у 7 розділах статті

Чому ШРУСи виходять з ладу

Пошкодження пильника — головна причина ламання ШРУСа. З часом його гума старіє і тріскається. Через бруд, реагенти та перепади температур він рветься. Через пошкоджений чохол мастило виходить назовні. Усередину шарніра потрапляють пил, пісок і вода. Абразивні частинки діють як наждачна паста. Вона швидко руйнує відполіровані доріжки та рухомі елементи шарніра. Уже через кілька тисяч кілометрів після розриву пильника ШРУС починає шуміти. Навіть якісний шарнір зрештою потребує заміни. Тому першопричиною більшості зламів є пошкодження захисного чохла.

Окрім пошкодження пильника, існують також інші причини.

• Природний знос рухомих елементів
  Попри надійну конструкцію, з часом деталі зношуються. Це актуально для автомобілів з великим пробігом. За акуратної їзди шарнір служить довго. Але на практиці після 100-150 тис. км з’являється знос, люфти та знижується плавність роботи.
• Негерметичні або пошкоджені пильники
  Потрапляння води й бруду викликає корозію та знос. Іноді пильник рветься миттєво, зачепившись за гострий предмет на дорозі. В інших випадках тріщини утворюються поступово. Щойно чохол потріскався або злетів хомут, шарнір залишається без захисту. Мастило виходить, а бруд потрапляє всередину. Ігнорування цієї проблеми швидко виводить гранату з ладу.
• Агресивна манера водіння
  Різкі старти, пробуксовування та дрифти сильно навантажують ШРУСи. Особливо небезпечно робити це з вивернутими колесами. Під час ривків шарніри отримують ударне навантаження. Через це деталі швидше зношуються. Часті буксування та різкі старти в поворотах скорочують ресурс. Також часті поїздки бездоріжжям, брудом і глибокими калюжами шкодять шарнірам. Підвіска працює на межі. Пильники частіше контактують з водою та піском і швидше пошкоджуються.
• Збільшення крутного моменту двигуна
  Тюнінг або потужніший двигун збільшують навантаження на ШРУСи. Через це вони зношуються швидше. Заводські шарніри розраховані на певний максимальний момент. Якщо навантаження значно перевищене, вони можуть не витримати. У результаті зношуються значно раніше строку. Великі колеса або ліфт підвіски змінюють кути роботи шарнірів. Через це зростає ризик їх передчасного ламання.
• Механічні пошкодження та брак
  Іноді трапляються заводські дефекти. У такому разі злами стаються навіть за невеликого пробігу. Але частіше причина у зовнішньому впливі. Сильний удар по підвісці пошкоджує шарнір або зриває хомут пильника. Сторонні предмети з дороги пробивають або розрізають гумовий чохол. Подібні пошкодження одразу призводять до проблем із герметичністю та мастилом.

У всіх випадках вразливим елементом залишається пильник ШРУСа. Варто йому втратити герметичність — і шарнір ламається. Досвідчені автолюбителі періодично оглядають стан пильників приводів. Під час кожного ТО, а краще кожні 5-10 тис. км, варто перевіряти пильники. Важливо переконатися, що вони цілі та немає підтікань мастила.

На замітку: Як вибрати антифриз для автомобіля — 6 цінних порад для водіїв

Наслідки несправності ШРУСа

Несправний ШРУС рідко ламається миттєво. Йому «передують» характерні симптоми. Перша ознака — клацання під час повороту. Це результат зношеного зовнішнього шарніра. Цокання добре чути у крутих поворотах. На високій швидкості їх заглушує шум дороги. Тому проблему частіше помічають у дворах або на паркуванні. Якщо проґавити цей момент, з’являється гучний хрускіт або тріск, що нагадує тертя металу об метал.

Спочатку брязкіт чути лише в поворотах. Але в занедбаному випадку його вловлюють під час руху. Це означає, що деталі шарніра критично зруйновані. Кульки сильно сточені, доріжки вибиті й немає мастила. Такий уже не врятувати. Навіть після заміни пильника й мастила знос нікуди не зникає. Пошкоджені деталі продовжують руйнуватися.

Для внутрішнього (триподного) характерні інші симптоми. За ламання внутрішньої гранати автомобіль може смикатися й вібрувати під час розгону. Наприклад, під час старту з’являються поштовхи та ривки. Це відбувається через знос роликів трипода, які підклинюють у канавках. Знос внутрішнього ШРУСа викликає вібрації на швидкості. Вони помітні під час розгону або руху вгору. Якщо на рівній дорозі вібрацій немає, а під навантаженням з’являються, варто перевірити внутрішній механізм.

Що буде, якщо ігнорувати полім ШРУСа? Наслідки серйозні. Їзда з хрумкою гранатою небезпечна. У певний момент зношена деталь заклинить. Закусить так, що вал перестане обертатися. Часто шарнір руйнується і розлітається всередині. Випадають уламки металу, кульки або ролики підшипників із канавок.

Якщо це зовнішній, під час заклинювання ламається піввісь (приводний вал). Метал не витримує різкої зупинки на ходу і вал тріскається або зриваються шліци. З внутрішнім триподом ризик ще вищий. Зруйновані підшипники пробивають корпус і потрапляють у трансмісію. Бували випадки, коли уламки потрапляли в коробку передач. У підсумку пошкоджувалися шестерні й виходила з ладу вся КПП. Ремонт після такої аварії порівнянний із вартістю нового автомобіля.

Навіть без уламків ламання шарніра знерухомлює автомобіль. За його руйнування колесо перестає отримувати крутний момент. Якщо в передньопривідній машині обривається привід, рух продовжувати не можна. У трансмісії з відкритим диференціалом уся потужність іде на зламану сторону. У підсумку машина втрачає привід одразу на обидва передні колеса.

Це може статися в найнезручніший момент. Якщо ШРУС розвалюється на ходу, тяга одразу зникає. Двигун працює, але машина їде лише за інерцією. Потрібно зупинитися й викликати евакуатор. Інакше — аварія. Заклинений може заблокувати колесо, що загрожує втратою керування, особливо на високій швидкості. Тому не можна ігнорувати сильний хрускіт і вібрації.

Характер звуків підказує, який саме шарнір виходить з ладу. Якщо під час повороту праворуч чути хрускіт справа, проблема в лівому зовнішньому ШРУСі. А хрускіт під час лівого повороту вказує на правий. Вібрація під час розгону говорить про несправність внутрішньої гранати. Але визначити, лівий це привід чи правий, — складніше. Потрібна діагностика в сервісі.

У будь-якому разі поява клацань, хрускоту або вібрацій — сигнал негайно вирушити на діагностику. Якщо тягнути з ремонтом, ШРУС зруйнується. Ремонт стане дорогим і торкнеться всього приводу.

Читайте: Як вибрати гальмівну рідину — 3 параметри, щоб захистити гальма від перегріву

Ремонт чи заміна: чи можливо відремонтувати ШРУС самостійно

Виникає питання: що робити, якщо ШРУС зламався, і чи можна полагодити його власними силами? Тут багато залежить від характеру несправності. Дрібний ремонт зводиться до обслуговування пильника. Цю процедуру іноді виконують самостійно. Якщо вчасно помітити тріщину або пошкодження пильника, автовласник зможе замінити його в гаражі. Для цього знімають приводний вал, розбирають шарнір, промивають його від старого мастила і перевіряють на пошкодження. Потім набивають свіже мастило, встановлюють новий гумовий пильник і фіксують його хомутами.

Якщо шарнір ще не встиг зноситися, така профілактика відновлює ресурс вузла. Багато автолюбителів змінюють пильники самостійно, заощаджуючи на сервісі та продовжуючи строк служби рідних гранат. Головне — вчасно виявити проблему і не допустити сухої роботи шарніра.

Зовсім інший випадок — коли з’явилися клацання, хрускіт або люфт у шарнірі. Замінити мастило недостатньо. Пошкоджені деталі не ремонтуються звичайними засобами. Теоретично існують ремкомплекти (нові кульки збільшеного розміру або нові ролики для трипода). Але на практиці такі методи застосовуються рідко й потребують високої кваліфікації.

Найчастіше зламаний ШРУС змінюють на новий. Або сам шарнір (гранату) повністю, або приводний вал у зборі (піввісь разом із внутрішнім і зовнішнім ШРУСом). Останній варіант часто застосовують в автосервісах, оскільки він спрощує ремонт. Замість возні з розбиранням старого шарніра встановлюють заводський привід. Звісно, це обходиться дорожче, зате новий вузол прослужить довго. Та й час роботи скорочується.

Чи можна замінити своїми руками? Можна, якщо в автомобіліста є досвід ремонту підвіски та необхідний інструмент. Доведеться зняти колесо, розібрати вузол маточини, витягти приводний вал із трансмісії. Ці операції потребують певних навичок і дотримання техніки безпеки. Іноді потрібні знімачі або принаймні хороший слюсарний інструмент: накидні ключі, вороток, динамометричний ключ для затягування маточинної гайки тощо. Для людини, яка раніше не стикалася з ремонтом автомобілів, заміна гранати надто складна.

Неправильне встановлення погіршує проблеми. Тому новачкам бажано не експериментувати, а довірити таку роботу професіоналам. Вартість шарніра залежить від марки машини. Новий зовнішній ШРУС може коштувати від кількох десятків до пари сотень доларів у перерахунку. А ось наслідки помилок під час встановлення обійдуться дорожче.

Відремонтувати ШРУС власними силами можна лише в окремих випадках. Якщо проблема тільки в пильнику, його можна замінити самостійно. Але якщо шарнір уже хрумтить або заклинює, змінюють гранату або весь приводний вал. Ця процедура трудомістка, і без досвіду її краще виконувати на СТО.

Автомеханіки недарма жартують: «ШРУС не ремонтують, а міняють». У більшості випадків так і є. Зношену деталь простіше замінити, ніж намагатися відновити. Виняток — рідкісні моделі з дорогими або дефіцитними деталями. У таких випадках шарніри іноді перебирають.

Нижче — коротке узагальнення, коли ремонт можливий, а коли — ні. Таблиця допомагає зрозуміти різницю та оцінити ризики.

Якщо проблема обмежується пильником, ремонт можливий і виправданий. В усіх інших випадках його замінюють. Хрускіт, вібрації та знос — прямі ознаки цього. Перебирання шарнірів виконують рідко. Це вимушений захід для окремих моделей.

Аналізуємо: Чи можна змішувати моторні оливи — 7 аргументів «за» і «проти»