Ruville GmbH. Шарниры равных угловых скоростей

9 Pages·2.179 MB·Russian

ДВИГАТЕЛь | ПОДВЕСКА | СЕРВИС
КОМПЕТЕНТНОСТь В зАПЧАСТЯХ ДЛЯ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
ТЕХНИЧЕСКАЯ БРОШЮРА
ПО ШАРНИРАМ РАВНЫХ
УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ
U
R
A-
M
1/
1
0
2
3.
Egon von RuvillE gmbH 0/
1.
Billbrookdeich 112 • 22113 Hamburg • Германия 54/
4
R
тел. [phone] - 0 • факс [phone] - 199 87
0
[email protected] • www.ruville.de 75/
Техническая брошюра по шарнирам равных угловых скоростей 2 | 3
1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ШАРНИРОВ
РАВНЫХ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ
Современные переднеприводные и большинство задне-
ОГЛАВЛЕНИЕ приводных автомобилей оснащены двумя полуосями,
каждая из которых состоит из приводного вала с двумя
ШРУСами (шарнирами равных угловых скоростей) на
1. Принцип действия шарниров равных 4.1 Повреждения жёстких карданных
концах. Полуоси обеспечивают безвибрационный и ста-
угловых скоростей 3 шарниров 8
бильный привод колёс. Чем короче расстояние между
4.2 Повреждения универсальных
точкой привода (силовой агрегат) и точкой приложения
2. Типы шарниров равных угловых карданных шарниров 8
(колесо), тем меньше потери энергии.
скоростей и их конструкция 4
4.2.1 Повреждения шариковых
2.1 Жёсткие карданные шарниры 4 универсальных карданных
Основная задача шарниров равных угловых скоростей
шарниров 10
2.2 Универсальные карданные шарниры 4
состоит в передаче крутящего момента от коробки
4.2.2 Повреждения трипоидных
2.2.1 Шариковые универсальные Звёздочка-трипод передач на колесо – с малыми потерями на трение и
круговых универсальных
карданные шарниры 4
с дополнительной компенсацией хода подвески, а в
карданных шарниров 10
2.2.2 Трипоидные универсальные переднеприводных автомобилях – ещё и поворотных
4.2.3 Повреждения универсальных
карданные шарниры 5
движений. Степень свободы, необходимая для хода под-
карданных шарниров с
2.2.3 Трипоидные круговые двойным смещением 11 вески и поворота управляемых колёс, обеспечивается за
универсальные карданные
счёт углов изгиба и осевого смещения шарниров. С этой
4.3 Повреждения пыльников 11
шарниры 6
целью для каждой полуоси необходимы один универ-
2.2.4 Универсальные карданные
сальный и один жёсткий карданные шарниры.
5. Смазочные материалы 12
шарниры с двойным
смещением 6 5.1 Дисульфид молибдена в качестве
смазочного средства для шарниров
равных угловых скоростей 12
3. Срок службы шарниров равных
угловых скоростей в зависимости от 5.2 Почему дисульфид молибдена
окружающих условий 7 называют смазкой? 13 Комплект шарнира колеса
4. Возможные причины повреждений 6. Рекомендации 14
полуосей и шарниров равных угловых
скоростей 8
7. Диагностика ошибок 15
Шарнир колеса
Техническая брошюра по шарнирам равных угловых скоростей 4 | 5
2. ТИПЫ ШАРНИРОВ РАВНЫХ
УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ И ИХ
КОНСТРУКЦИЯ
2.1 Жёсткие карданные шарниры 2.2.1 Шариковые универсальные карданные шарниры 2.2.2 Трипоидные универсальные карданные шарниры Компоненты:
Уже само название указывает на тип конструкции: за Называются также шарнирами типа VL. Название Устанавливаются со стороны коробки передач и гасят c a 1
счёт того, что центр вращения вала жёстко зафикси- объясняется V-образной формой дорожек качения на вибрации двигателя почти на 65 %. Поэтому в основ-
рован и не меняется, улучшается передача крутящего внутренней стороне шарнира. ном они устанавливаются в автомобилях с дизельны-
момента. Жёсткие карданные шарниры не допускают Дорожки качения шариков – прямые. ми двигателями, часто в сочетании с автоматической
осевые перемещения. Как правило, они устанавливают- Возможны углы изгиба до 22°. коробкой передач.
ся на концах полуосей переднеприводных автомобилей Осевое перемещение составляет около 48 мм. Дополнительно они обеспечивают непрерывную пере- 2
со стороны колеса. В зависимости от типа автомобиля Обеспечивается хорошая передача крутящего момен- дачу усилий на колёса. Трение между компонентами
возможен угол изгиба до 53°. та, в том числе и при высоких скоростях. в трипоидных универсальных карданных шарнирах
В автомобилях с приводом на передние колёса эти более низкое. Кроме того, они позволяют изменять
Компоненты: ШРУСы устанавливаются только со стороны КПП. В длину полуоси. 4 3
автомобилях с задним приводом шариковые универ- Возможны углы изгиба до 18°. b
3 сальные карданные шарниры можно устанавливать на Осевое перемещение составляет около 55 мм.
2 обоих концах полуоси. На звёздочке-триподе находятся три шипа, которые 1. Звёздочка-трипод
через игольчатые подшипники соединены с внешними а) Поверхность качения
Компоненты: ходовыми роликами. Дорожки качения внешних роли- б) Игольчатые ролики
ков линейно перемещаются по каждой из внутренних в) Фиксатор
1
1 дорожек качения корпуса или «колпака». 2. Колпак
5 3
4 Игольчатые подшипники внешних роликов звёздочки- 3. Прямая дорожка качения
трипода выполняют несколько задач. Кроме компен- 4. Пыльник
1. Корпус сации длины полуоси (с малыми потерями на трение),
2. Сепаратор они также должны передавать тяговые усилия от ко-
3. Шарики робки передач на полуось.
4. Обойма
2
5. Пыльник
4 5
1. Внешняя дорожка качения
2. Сепаратор
3. Шарики
2.2 Универсальные карданные шарниры
4. Обойма
5. Пыльник
Благодаря этим шарнирам становится возможным не
только угловое перемещение, но и осевое. Универсальные
карданные шарниры подразделяют на следующие типы:
Техническая брошюра по шарнирам равных угловых скоростей 6 | 7
3. СРОК СЛУЖБЫ ШАРНИРОВ РАВ-
НЫХ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ В
зАВИСИМОСТИ ОТ ОКРУЖАЮЩИХ
УСЛОВИЙ
2.2.3 Трипоидные круговые универсальные кардан- 2.2.4 У ниверсальный карданный шарнир с двойным Срок службы ШРУСов зависит в первую очередь от
ные шарниры смещением условий эксплуатации автомобиля. При повреждении
шарнира последствия могут оказаться очень серьёз-
Отлично подходят для использования со стороны ко- Устанавливаются со стороны коробки передач в ными, в лучшем случае это будет лишь потеря тягового
робки передач в малотоннажных автофургонах и переднеприводных автомобилях, в которых монтаж- усилия. В худшем случае блокируется колесо или отде-
спортивных автомобилях. На шипах звёздочки-трипода ное пространство ограничено. Конструкция стержне- ляется полуось. При этом нередко повреждаются сосед-
установлены три независимых ролика, которые, как и вая, представляет собой комбинацию из шарикового ние узлы – коробка передач, картер и т.д.
в обычных трипоидных универсальных карданных и трипоидного универсальных карданных шарниров.
шарнирах, движутся по желобчатым дорожкам каче- Дорожки качения в универсальных карданных шарни- О возникновении проблем со ШРУСами свидетельствует
ния. Шипы звёздочки-трипода выполнены по кругу, рах с двойным смещением – прямые. появление вибраций и шумов во время движения авто-
так что ролики могут двигаться по звёздочке-триподу Возможны углы изгиба до 22°. мобиля. При малейших признаках таких неполадок реко-
как качающийся подшипник. Благодаря этому обеспе- Осевое перемещение составляет около 55 мм. мендуется отдать автомобиль в автомастерскую для
чивается равномерный привод и гашение до 70 % уда- m. проверки специалистами.
ров и вибраций при передаче крутящего момента. Компоненты:
Трипоидные круговые универсальные карданные шар- 80 % всех проблем со ШРУСами возникают из-за изме-
1 3
ниры пригодны для передачи высоких крутящих мо- нения рабочей дистанции полуоси, 8 % – из-за непра-
ментов. вильного или неаккуратного монтажа. Ещё 8 % – из-за
Возможны углы изгиба до 18°. повреждения пыльников, что ведёт к потере консистент-
Осевое перемещение составляет около 40 мм. ной смазки и к загрязнению шарнира. И лишь 4 % всех
случаев выхода шарниров из строя обусловлены уда- Если в ходе аварийного или агрегатного ремонта требу-
Компоненты: рами и обычным износом компонентов. ется демонтировать двигатель и/или коробку передач, то
5 при последующем монтаже необходимо следить за пра-
3
1 4 2 При повреждениях полуосей причину зачастую не уда- вильностью центровки агрегатного узла. Точки крепле-
ётся устранить при первом посещении автомастерской. ния балок обладают соответствующими допусками для
1. Прямая дорожка качения
Неустранённые неполадки продолжают создавать про- выполнения правильной отладки.
2. Сепаратор
блемы, что вызывает недовольство у клиента.
3. Шарики
При работах с рулевой трапецией чрезвычайно важна
4. Обойма
Важной предпосылкой для высокой износостойкости и абсолютно точная регулировка обратного схождения в
5. Пыльник
продолжительного срока службы шарниров и полуосей повороте и максимального поворота управляемых колёс.
является правильная отладка агрегатного узла, состоя- Если максимальный угол поворота выходит за пределы
щего из двигателя, коробки передач и подвески колёс. В угла изгиба шарнира, возникает риск повреждения шар-
4 2
обычных условиях ШРУСы отличаются высоким сроком нира. Если в конструкции осей используются концевые
1. Прямая дорожка качения службы, однако он обеспечивается только при условии упоры угла поворота рулевого колеса, то эти концевые
2. Ролики регулярного контроля герметичности пыльников и упоры необходимо проверить на предмет износа и
3. Звёздочка-трипод надёжности крепления хомутов. повреждений.
4. Пыльник
Техническая брошюра по шарнирам равных угловых скоростей 8 | 9
4. В ОзМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ ПОВРЕЖ-
ДЕНИЙ ПОЛУОСЕЙ И ШАРНИРОВ
РАВНЫХ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ
Рабочая дистанция полуоси задана конструкцией. Изме- 4.1 Повреждения жёстких карданных шарниров
нение этой дистанции под влиянием внешних условий
может привести к значительным повреждениям. Рабо- При перегрузке полуоси первым страдает, как правило,
чая дистанция меняется в первую очередь под влия- шарнир, расположенный со стороны коробки передач.
нием следующих факторов:
Сильная вибрация и удары передаются также и на
1. Подушка двигателя и/или опорный кронштейн КПП. внешний шарнир. В результате на внутренних компонен-
2. Центровка двигателя и коробки передач. тах шарнира могут возникнуть трещины.
3. Неполадки в системе подвески колёс (повреждение
ступиц, поворотных кулаков, шарниров, амортизато- Чаще всего шарниры выходят из строя из-за неисправ-
ров и т.д.) ных или порванных пыльников. В большей степени
этому подвержены внешние шарниры, т.к. из-за боль-
шего угла изгиба нагрузка на пыльник выше.
Нагрузка при повседневной эксплуатации (изменение угла и длины)
Подушка двигателя
Опора коробки Шасси или поворотный
передач кулак изношены
Нагрузки из-за изменения рабочей дистанции (при износе опор
двигателя и КПП, неудовлетворительной центровки двигателя и
коробки передач)
Техническая брошюра по шарнирам равных угловых скоростей 10 | 11
4.2 Повреждения универсальных карданных шарни- 4.2.2 Повреждения трипоидных круговых универ- 4.2.3 П овреждения универсальных карданных 4.3 Повреждения пыльников
ров сальных карданных шарниров шарниров с двойным смещением
Дефекты пыльников, прежде всего на управляемых
Универсальные карданные шарниры также страдают от В трипоидных круговых универсальных карданных шар- Незнание и/или небрежность при демонтаже и монтаже мостах, являются наиболее частой причиной поврежде-
неполадок в общей системе агрегатов и балок мостов. нирах, которые, как правило, устанавливают со стороны этих компонентов зачастую приводит к повреждениям, ний шарниров. Нередко это объясняется неправильным
КПП, при изменении длины полуоси за счёт колебаний которых вполне можно было бы избежать. А это в свою монтажом хомутов. Если хомуты крепятся с неправиль-
4.2.1 Повреждения шариковых универсальных кар- подвески и поворота управляемых колёс звёздочка- очередь ведёт к преждевременному износу и выходу из ным моментом затяжки или же если вместо хомутов
данных шарниров трипод совершает в корпусе по внутренней дорожке строя. вообще используются пластиковые ленты, то давления
качения возвратно-поступательные движения. При непо- прижима оказывается недостаточным и пыльник
Увеличение дистанции в шариковых универсальных кар- ладках в общей системе агрегатов и балок мостов воз- Возможные причины повреждения сепаратора: соскальзывает с шарнира.
данных шарнирах приводит к тому, что внутренняя никает опасность увеличения или уменьшения рабочей Естественный износ при работе компонента (чрезвы-
обойма слишком сильно выходит из шарнира и работа дистанции. чайно редко) Кроме того, шарнир может преждевременно выйти из
по передаче приводного усилия выполняется только на Удары и толчки, возникающие из-за неровностей строя и при неудовлетворительно выполненном во
одном конце шарнира. На концах дорожек качения воз- При слишком большом увеличении дистанции дорожного полотна время монтажа удалении воздуха из шарнира, а также
никает чрезмерное напряжение, и внутренние компо- звёздочка-трипод выскальзывает из гнезда и тяговое Удары при демонтаже и монтаже шарнира при повреждении материала вследствие применения
ненты шарнира (сепаратор, обойма и шарики) сильнее усилие пропадает. В худшем случае разрушаются приле- Недостаточная или чрезмерная смазка неподходящих смазок.
изнашиваются или же могут быть повреждены. гающие компоненты. При сокращении дистанции Чрезмерные напряжения из-за увеличения или
При уменьшении дистанции обойма шарнира прижима- звёздочка-трипод ударяется о дно корпуса и повреждает уменьшения дистанции Чтобы срок службы оставался достаточно высоким,
ется к фланцам КПП. При этом сам шарнир и внутрен- внутренние компоненты коробки передач. пыльники должны быть надёжно и плотно закрыты, не
ние компоненты коробки передач тоже подвергаются теряя при этом необходимую гибкость. Только так они
чрезмерным нагрузкам и в худшем случае могут быть могут в полной мере выполнять свои задачи.
повреждены.
Признаки подобных повреждений – появление сильных
шумов, а затем и разрушение шарнира, после чего пере- Причины повреждений:
дача усилия прерывается. Естественный износ матери-
ала или же старение (пори-
стость, трещины)
Избыточная смазка
Недостаточное обезвоздуши-
вание при монтаже (уменьше-
ние угла изгиба)
Неподходящие или плохо
закреплённые хомуты
Неисправный шариковый универсальный карданный шарнир
Техническая брошюра по шарнирам равных угловых скоростей 12 | 13
5. СМАзОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Из трещины или неплотного места пыльника выступает 5.1 Дисульфид молибдена в качестве смазочного 5.2 Почему дисульфид молибдена называют смаз-
смазочный материал, а в шарнир при этом попадает материала для шарниров равных угловых кой?
грязь. Недостаточная или чрезмерная смазка, а тем скоростей
более неподходящий смазочный материал ведут к пре- Из-за высоких нагрузок в шарнирах равных угловых
ждевременному износу внутренних компонентов. В некоторых случаях консистентная смазка не пригодна скоростей смазка шарнира должна быть стойкой. Тон-
для использования в качестве смазочного материала, в кая масляная плёнка не рассчитана на такие нагрузки и
частности, для смазки шарниров равных угловых скоро- была бы вытеснена. Твёрдые присадки, такие как дис-
стей. Вопреки широко распространённому заблужде- ульфид молибдена, за счёт своей структуры более
нию, в этих шарнирах используется не консистентная стабильны и не вытесняются. В сочетании с маслом они
смазка, а масло. образуют идеальный смазочный материал.
Между поверхностями образуются «смазочные
Одной из причин использования масла является силь- прокладки», что значительно улучшает смазывающие
ный нагрев, возникающий из-за высокого уровня темпе- свойства.
ратуры окружающей среды, больших чисел оборотов,
сильных нагрузок и из-за постоянного трения внутрен- Дисульфид молибдена является «поляризированным»
них компонентов. В шарнирах равных угловых скоростей смазочным материалом. Это значит, что его поляризо-
действуют все эти факторы. Поэтому смазка должна ванные молекулы разворачиваются вертикально к
быть постоянной и выполняться надлежащим образом. металлической поверхности, образуя стойкую смазоч-
Поверхность вращающихся компонентов и дорожек ную плёнку.
качения не такая гладкая, как может показаться на пер-
вый взгляд. Под микроскопом видно, что она скорее
неравномерная. Металлическая поверхность
Для предотвращения прямого соприкосновения обеих
поверхностей используют смазочные материалы, кото-
рые образуют тонкую смазочную плёнку. Для этих целей
– ввиду его свойств – особенно хорошо подходит масло.
Металлическая поверхность
Смазочная плёнка между парой трения.
Техническая брошюра по шарнирам равных угловых скоростей 14 | 15
6. О БЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО 7. ДИАГНОСТИКА ОШИБОК
РЕМОНТУ
ПОРЯДОК ДИАГНОСТИКИ ШУМ ПРИ ВЫСОКОЙ УДАРЫ ВИБРАЦИИ И
СКОРОСТИ УВОД В СТОРОНУ
Признаки Постоянный шум из района Постоянные циклические Вибрации при трогании с
колёс при 80 км/ч удары при движении автомо- места и торможении
биля
Удары в рулевом механизме Увод в сторону кузова и/или
при повороте в одном или рулевого управления
обоих направлениях
Возможные причины Неподходящий или загряз- Внутренние повреждения Внутренние повреждения
Столкновения при ДТП или сильные удары из-за неров- Для предотвращения повреждений пыльников и ШРУ- нённый смазочный материал внешнего шарнира внутреннего шарнира
ностей дорожного полотна выходят за рамки обычного, Сов и для обеспечения герметичности при монтаже или же недостаточная смазка
обусловленного старением износа. Если в результате необходимо соблюдать следующие моменты: Внутренние повреждения Внутренние повреждения Тяга или вал полуоси повреж-
шарнира внутреннего шарнира дены или же несбалансиро-
приходится менять полуоси, то все прилегающие компо- 1. Устанавливайте только новые и подходящие хомуты.
ваны
ненты следует внимательно проверить в рамках всеобъ- 2. Не используйте повторно старые хомуты.
Пыльник негерметичен Пыльник негерметичен Шина деформирована или
емлющей, надёжной диагностики, что, возможно, 3. Н е используйте вместо хомутов пластиковые ленты и
повреждена или же дисба-
позволит предотвратить последующие ремонтные перекрученную проволоку. ланс колеса
работы. 4. И спользуйте только те смазочные материалы, кото-
Повреждения подшипника Неправильный момент затяж- При выравнивании колёс не
рые прилагаются к нашим продуктам. ступицы колеса ки гайки хвостовика моста выдержаны допуски
Необходимо проконтролировать следующие 5. Для чистки внутри шарнира рекомендуется следующее:
Шины в плохом состоянии Повреждения подушек дви- Подушки двигателя в плохом
моменты: а) Снять ШРУС с полуоси. гателя, подвески колёс и/или состоянии или сломаны
шасси
1. Состояние и крепление всех агрегатных опор б) Удалить смазочный материал, насколько это воз-
2. Поворотные кулаки с монтажными узлами (шарниры, можно. Противовес или резиновые Кузов и/или шасси повреж-
прокладки полуоси плохо за- дены
поперечные рулевые тяги и т.д.) в) Очистить собранный шарнир.
креплены или повреждены
3. Шасси, подрамник, мосты (включая все болты кре- г) Для очистки и удаления грязи используйте ацетоно-
Проверки перед демонта- Проверить правильность по- Проверить правильность по- Проверить правильность по-
пления) содержащие растворители.
жем садки и надёжность крепле- садки и надёжность крепле- садки и надёжность крепле-
4. Ступичные подшипники и ступицы колёс д) Высушить сжатым воздухом. ния хомутов ния хомутов ния хомутов
5. Верхнее и нижнее крепление амортизаторов 6. П режде чем начинать новый монтаж, заполните вну-
Проверить пыльник на пред- Проверить пыльник на пред- Проверить, не погнуты и не
6. Контроль углов установки колёс с помощью специаль- треннюю полость шарнира дисульфидом молибдена; мет пористости и наличия мет пористости и наличия помяты ли полуоси
трещин трещин
ного прибора оставшийся смазочный материал вдавите перед уста-
новкой хомута в уже смонтированный пыльник. Перепроверить наличие Контроль подушек двигателя Контроль состояния и износа
шумов, поворачивая колёса и шасси шин
Соблюдайте специальные инструкции по ремонту 7. У далите лишний воздух из пыльника, вставив отвёртку
автомобиля, установленного
автомобиля, разработанные компанией- между пыльником и полуосью. на козлах
производителем. 8. У становите и закрепите хомуты на предназначенных
Проверки и работы после Контроль повреждений и на- Контроль неравномерности Контроль состояния внутрен-
для них местах. демонтажа личия грязи внутри шарниров износа внутренних компонен- них компонентов шарнира,
тов шарнира установленного со стороны
колеса
Контроль шума, создаваемо- Контроль зубчатого зацепле- Контроль соосности всех
го ступичными подшипниками ния на полуоси для установки компонентов, балансировка
шарнира колёс
Очистка и контроль кониче- Контроль противовесов по- Проверить, не погнуты и не
ских роликоподшипников, луоси, при необходимости – помяты ли полуоси, при не-
при первых признаках износа заменить и/или закрепить обходимости поменять всю
7 8 – заменить полуось
Проверить, не погнуты и не
помяты ли полуоси, при не-
обходимости поменять всю
полуось
ДВИГАТЕЛь | ПОДВЕСКА | СЕРВИС
КОМПЕТЕНТНОСТь В зАПЧАСТЯХ ДЛЯ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
ТЕХНИЧЕСКАЯ БРОШЮРА
ПО ШАРНИРАМ РАВНЫХ
УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ
U
R
A-
M
1/
1
0
2
3.
Egon von RuvillE gmbH 0/
1.
Billbrookdeich 112 • 22113 Hamburg • Германия 54/
4
R
тел. [phone] - 0 • факс [phone] - 199 87
0
[email protected] • www.ruville.de 75/