Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС)

Шарниры (часто называют гомокинетическим шарниром (от др.-гр. ὁμός «равный/одинаковый» и «движение», «скорость»), англ. Constant-velocity- CV joints) позволяют валу передавать мощность через переменный угол, с постоянной скоростью вращения, без значительного увеличения трения или биений. В основном они используются в переднеприводных автомобилях. 

Каретки защищены резиновой втулкой, обычно заполненной молибденовой смазкой (содержит 3-5% MoS2). В случае трещин в муфте, попадающая внутрь вода, приводит к реакции MoS2 (2) H2O MoO2 (2) H2S, поскольку диоксид молибдена оказывает сильное абразивное действие. 

История 

Карданный вал, одно из первых средств передачи мощности между двумя валами под углом, был изобретен Джероламо Кардано в 16 веке. Он не смог поддерживать постоянную скорость во время вращения и был улучшен Робертом Гуком в 17 веке, который предложил первое соединение с постоянной скоростью, состоящее из двух карданных валов, смещенных на 90 градусов, чтобы устранить колебания скорости. Сейчас мы называем это двойным карданом. 

Ранние автомобильные силовые установки 

Ранние системы привода на передние колеса, используемые в Citroën Traction Avant и передних осях Land Rover и аналогичных полноприводных автомобилях, использовали карданные каретки вместо ШРУСов с равными угловыми скоростями. Их легко изготовить, они могут быть невероятно прочными и до сих пор используются для обеспечения гибкого соединения в некоторых приводных валах, где нет быстрого движения. Однако они становятся «зазубренными» и их трудно вращать при работе под максимальным углом. 

Первые шарниры с равными угловыми скоростями 

По мере того, как системы переднего привода становятся все более популярными, а такие автомобили, как BMC Mini, используют компактные поперечные двигатели, недостатки переднего привода становятся все более очевидными. Основываясь на конструкции Альфреда Х. Рзеппа, запатентованной в 1927 году (петля Tracta, разработанная Пьером Фенайем для компании Tracta, была запатентована в 1926 году ), петли постоянной скорости решают многие из этих проблем. Они обеспечивают плавную передачу энергии, несмотря на широкий диапазон углов изгиба. 

Соединение тракта

Петля Rzeppa 

Петля Rzeppa (изобретенная Альфредом Х. Рзерра в 1926 году) состоит из сферического корпуса с 6 внешними канавками в аналогичной охватывающей внешней оболочке. Каждая канавка ведет по одному шарику. Входной вал входит в центр большой стальной звездообразной «шестерни», которая находится внутри круглой клетки. Ячейка сферическая, но с открытыми концами и обычно имеет шесть отверстий по периметру. Эта клетка и шестерни помещаются в чашку с резьбой, к которой прикреплен вал с резьбой. Шесть больших стальных шариков сидят внутри канавок чашки и входят в отверстия в обойме, заправленные в канавки звездочки. Выходной вал чашки проходит через подшипник колеса и фиксируется гайкой вала. Это соединение может выдерживать большие изменения угла, когда передние колеса вращаются системой рулевого управления; типичные коробки Rzeppa допускают перекос на 45-48 градусов в то время как некоторые могут давать отклонение на 54 градуса.

Трехпальцевый шарнир

Эти шарниры используются на внутреннем конце приводных валов автомобиля. Разработано Мишель Орейн, Glaenzer Spicer из Франции. Петля имеет трехпальцевую втулку с прорезями к валу, а на больших пальцах — бочкообразные выступающие втулки на игольчатых подшипниках. Они входят в чашку с тремя соответствующими каналами, прикрепленными к дифференциалу. Поскольку движение происходит только по одной оси, эта простая схема работает хорошо. Они также допускают осевое перемещение «погружения» вала, так что раскачивание двигателя и другие эффекты не нагружают подшипники. Типичными показателями являются осевое перемещение вала 50 мм и угловое отклонение 26 градусов. Петля не имеет такого большого углового диапазона, как многие другие типы шарниров, но, как правило, дешевле и эффективнее. Поэтому он обычно используется в конфигурациях с задним приводом или внутри автомобилей с передним приводом, где требуемый диапазон движения меньше.

Вопросы и ответы:

Как работает шарнир равных угловых скоростей? Крутящий момент поступает от дифференциала через валы, соединенные шарнирами. Благодаря этому оба вала, независимо от угла вращаются с одинаковой скоростью.

Какие бывают шрусы? Шариковые (самый работоспособный серийный вариант), трипоидные (сферические ролики, а не шарики), спаренные (шарниры карданного типа, более прочные), кулачковые (используется в тяжелом транспорте).