ШАРНИРЫ РАВНЫХ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ

Передние ведущие колеса полноприводных и переднеприводных автомобилей являются также и управляемыми, т. е. должны поворачиваться, что требует использования между колесом и полуосью шарнирного соединения. Рассмотренные выше карданные шарниры неравных угловых скоростей передают вращение циклически и работают при небольших значениях углов между валами, что делает в этом случае их применение проблематичным. В этих условиях нашли применение синхронные шаровые сочленения, называемые шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС). В переднеприводном автомобиле обычно используются два внутренних таких шарнира (связаны с коробкой передач) и два внешних (крепятся к колесам). Устройство этих шарниров можно представить так: в каждом шарнире имеются две главные детали — корпус и обойма, одна в другой. В этих деталях выполнены канавки с шариками, которые, по сути дела, жестко соединяют обе сферические детали, через них и передается вращение от двигателя к колесу. В то же время, двигаясь в канав­ ках, шарики позволяют одной сферической детали поворачиваться относительно другой и при этом осуществлять поворот колеса. При всем многообразии конструктивных реше­ ний, в шарнирах равных угловых скоростей должен выдерживаться единый принцип: точки контакта, через которые передаются окружные силы, должны находиться в плоскости, проходящей через биссектрису угла между валами (в биссекторной плоскости) (рис. 3.21).

Рис.3.21. Схема ШРУСа:со1рсо2— угловые скорости валов 1 и 2 соответственно; а, р — угол шарнира; О — точка контакта рычагов валов 1 и 2; xv r2 — радиусы вращения рычагов вала 1 и вала 2 соответственно; 00' — биссектриса угла ср

Это условие можно обеспечить различными способами. Простейшее решение — объеди­ нить два обычных карданных шарнира неравных угловых скоростей так, чтобы ведомая вил­ ка одного служила ведущей вилкой другого. Такая конструкция получила название сдвоенно­ го карданного шарнира.

Первые конструкции сдвоенных шарниров в 20-х гг. прошлого века были довольно гро­ моздки, не оставляли в ступице переднего колеса места для тормозного механизма, который приходилось перемещать к картеру главной передачи. Однако со временем сдвоенные кар­ данные шарниры совершенствовались, становились более компактными и продержались на легковых автомобилях до 60-х гг. Для сдвоенных шарниров на игольчатых подшипниках характерен усиленный износ этих подшипников и шипов крестовины, так как благодаря пре­ имущественно прямолинейному движению автомобиля иглы подшипников не перекатыва­ ются, вследствие чего поверхности деталей, с которыми они соприкасаются, подвержены бринеллированию, а сами иглы иногда сплющиваются.