В переднем мосту полноприводных автомобилей УАЗ установлены шкворневые узлы с ШРУСами, которые позволяют передавать крутящий момент на колеса даже при их повороте.В этом агрегате важную роль играют шкворни – все об этих деталях, их назначении, типах, конструкции и работе читайте в этой статье.
Что такое шкворень УАЗ, его назначение и функции
Шкворень - тяга, образующая шарнирное соединение поворотного кулака (в сборе со ступицей колеса) и шаровую опору поворотного кулака (ШОПК, внутри опоры - шарнир равных угловых скоростей, ШРУС) спереди. ось полноприводных автомобилей УАЗ.Шкворни являются составными частями поворотного механизма, обеспечивающими возможность отклонения управляемых колес без нарушения потока крутящего момента.
Шкворни УАЗ имеют следующие функции:
• Действуют как оси, вокруг которых может поворачиваться поворотный кулак;
• Выступают в роли соединительных компонентов, объединяющих шаровую опору и поворотный кулак в единое целое;
• Выступают несущими компонентами, обеспечивающими необходимую жесткость шкворневого узла, а также воспринимают моменты сил, возникающие при движении автомобиля от поворотного кулака (а он, в свою очередь, от колеса) и передают их на осевая балка.
Шкворни УАЗ, несмотря на свою простую конструкцию, играют важную роль в функционировании переднего моста внедорожника, а значит, и всего автомобиля.
Виды шкворней УАЗ
В целом шкворень представляет собой короткую тягу той или иной формы, которая верхней частью запрессована в корпус поворотного кулака, а нижний конец имеет шарнирное соединение с телом шаровой опоры.Для соединения поворотного кулака с ШОПК используются два шкворня - верхний и нижний, на всем мосту установлены соответственно четыре шкворня.
На передние мосты автомобилей УАЗ в разные годы устанавливались три основных типа шкворней:
• шкворни цилиндрические Т-образные (с вращением в бронзовой втулке);
• Составные шкворни с шаром (с вращением на шаре);
• Шкворни составные подшипниковые (с вращением на коническом подшипнике);
• Цилиндрически-конические шкворни со сферическими опорами (с вращением в бронзовой сферической втулке).
Т-образные цилиндрические шкворни — классическое решение, устанавливавшееся на ранние модели автомобилей УАЗ с ведущими мостами типа «Тимкен» (со съемным картером коробки передач).Композитные шкворни с шариком и подшипником – более современное решение, эти детали ставятся на ведущие мосты типа «Тимкен» вместо обычных шкворней, имеют одинаковые размеры.Шкворни со сферической опорой стали устанавливать на новые модели автомобилей УАЗ с ведущими мостами типа «Спайсер» — УАЗ-31519, 315195 («Хантер»), 3160, 3163 («Патриот») и их модификации.
Шкворни разных типов имеют существенные конструктивные различия.
Конструкция и принцип работы Т-образных цилиндрических шкворней.
Такой шкворень представляет собой деталь в виде двух цилиндров разного диаметра, вырезанных из единой заготовки.На конце верхней (широкой) части, в ее центре, вырезан резьбовой канал для установки масленки.Рядом, со смешиванием от центра, просверливается канал меньшего диаметра с гладкими стенками для установки стопорного штифта.На боковой поверхности нижней (узкой) части предусмотрена кольцевая выемка для распределения смазки.Также в шкворне может быть выполнен сквозной продольный канал для смазки всего узла сборки.
Шкворень запрессован в корпус поворотного кулака широкой частью и зафиксирован стальной накладкой (удерживается четырьмя болтами), а поворот предотвращается штифтом.Шкворень своей узкой частью установлен в бронзовой втулке, запрессованной в корпус шаровой опоры.Втулка откалибрована таким образом, чтобы шкворень мог вращаться в ней без заедания.Между широкой частью шкворня и телом шаровой опоры проложены металлические прокладки, с помощью которых осуществляется центровка всего поворотного механизма.Для облегчения вращения и снижения интенсивности износа деталей шкворни установлены под небольшим углом.
Механизм работает с этими шкворнями просто: при выполнении маневра поворотный кулак отклоняется от среднего положения посредством сошки, шкворни вращаются своими узкими частями во втулках, запрессованных в корпус шаровой опоры.При повороте смазка из канала шкворня попадает в выточку в его нижней части, где распределяется в пространстве между шкворнем и втулкой – это снижает силы трения и уменьшает интенсивность износа деталей.
Конструкция и работа шкворней на шаре
Такой шкворень состоит из трех частей: верхней, запрессованной в корпус поворотного кулака, нижней, запрессованной в корпус МАГАЗИНа, и зажатого между ними стального шарика.Шар помещен в полусферические отверстия, вырезанные в торцевых частях половин шкворня.Для смазки шара в половинках шкворня выполнены осевые каналы, а в верхней части шкворня предусмотрен резьбовой канал для масленки.
Установка шкворней на шарах отличается от установки обычного шкворня только тем, что нижняя половина жестко установлена в теле шаровой опоры, поэтому бронзовая втулка отсутствует.
Поворотный механизм с деталями этого типа работает просто: при отклонении колеса верхняя часть шкворня вращается на шаре, а сам шар несколько вращается относительно половин шкворня.Это обеспечивает снижение сил трения и снижение интенсивности изнашивания деталей относительно стандартного шкворня.
Конструкция и принцип работы шкворней на подшипнике
Конструктивно шкворень с подшипником наиболее сложен, он состоит из трех частей: нижней половины, на которую запрессован конический подшипник (кроме того, можно использовать упорное кольцо, помещенное под подшипник), и прессованного сепаратора подшипника. в корпус поворотного кулака.В нижней половине расположен осевой канал для подачи смазки, в сепараторе подшипника - боковой канал для пальца и центральный канал для установки масленки.
По сути, этот тип шкворня представляет собой модернизацию шкворня на шаровой, но здесь две половинки вращаются на подшипнике, что позволяет существенно снизить силы трения и в целом повысить надежность узла.Использование конических подшипников обеспечивает повышенную устойчивость к осевым нагрузкам, возникающим в процессе эксплуатации автомобиля.
Конструкция и принцип работы шкворней с шаровыми опорами УАЗ «Хантер» и «Патриот»
Эти шкворни сочетают в себе преимущества обычных шкворней и шкворней на шаре, от первых они взяли простоту конструкции, от вторых - улучшенные характеристики и уменьшенные силы трения.Конструктивно шкворень представляет собой цилиндро-конический стержень с полусферической головкой, выточенный из цельной заготовки.На узкой части шкворня предусмотрена резьба под гайку, по оси детали просверлен канал для смазки, а на головке выполнены канавки для распределения смазки по трущимся поверхностям.
Шкворень жестко установлен в корпусе поворотного кулака, для фиксации используется прижимная втулка, в которую шкворень входит своей конической частью, а сверху через стальную накладку шкворень с втулкой затягивается гайкой.Сферическая часть шкворня опирается на бронзовый вкладыш (сегодня существуют модификации с пластиковыми вкладышами, но они менее надежны), который, в свою очередь, уложен в опору шкворня на корпусе ШОПК.Регулировка взаимного положения частей агрегата осуществляется с помощью прокладок, размещенных под накладкой шкворня.
Шкворень этого типа работает следующим образом: при повороте колес шкворни, жестко связанные с корпусом кулака, вращаются во вкладышах своими сферическими головками.Более того, такие шкворни лучше воспринимают отклонения кулака в вертикальной плоскости, что обеспечивает их длительный срок службы и надежность в любых условиях.
Шкворни всех типов со временем изнашиваются, какое-то время этот износ можно компенсировать подтяжкой деталей или увеличением количества прокладок, но этот ресурс быстро исчерпывается и шкворни приходится менять.При правильной и своевременной замене шкворней автомобиль вновь обретает устойчивость на дороге и может безопасно эксплуатироваться даже в сложных условиях.
Время публикации: 24 августа 2023 г.