ШРУС (Шарнир равных угловых скоростей), в народе именуемый «граната», представляет собой элемент трансмиссии практически всех переднеприводных моделей современных автомобилей. ШРУСы передают крутящий момент и служат для привода ведущих колес.
Всего несколько десятков лет назад большинство автомобилистов не знало о наличии данного узла. И это легко объяснить, так как практически все автомобили были заднеприводными и крутящий момент от редуктора к ведущим колесам всегда передавался под одним и тем же углом, так как задние колеса на большинстве транспортных средств не являлись управляемыми.
История возникновения идеи, лежащей в основе конструкции ШРУСа, уходит своими корнями во времена Древней Греции, когда инженер Филон Византийский изобрел карданов подвес, позволяющий закрепленному в нем телу сохранять направление оси вращения независимо от ориентации самого подвеса. Эта идея нашла свое применение в держателях судовых компасов, масляных ламп, а также в гироскопах, применяемых в аэрокосмической отрасли.
Свое название подвес получил в честь Джироламо Кардано, который, однако, не изобрел его, а лишь описал его устройство в своей книге De subtilitate rerum («Хитроумное устройство вещей») в шестнадцатом столетии.
Примерно через 800 лет после изобретения Филона Византийского сэр Роберт Гук использовал этот принцип для передачи момента между двумя валами, пересекающимися под произвольным углом (универсальный шарнир).
В 1925 году Карл Вайсс запатентовал ШРУС, состоящий из двух блокировочных вилок и четырех стальных шариков, находящихся в канавках в каждой вилке. Эта конструкция спустя три года была усовершенствована Альфредом Рцеппой, который добавил наружный сферический корпус и внутреннее кольцо.
Дальнейшее развитие идей Рцеппы представляют собой шарниры с тремя сферическими роликами («Льобро», «Трипод», «Уникардан»).
Сегодня мы можем с уверенностью говорить, что право на жизнь в трансмиссии легковых переднеприводных моделей завоевали шарниры «Рцеппа» и производные от них, а на мощных тяжелых переднеприводных автомобилях — кулачково-дисковые сочленения или сдвоенные карданы.
Не стоит думать, что прогресс остановился. Так, переднеприводные машины с АКПП потребовали создания малошумных конструкций ШРУСа с минимальными люфтами при вращении в обоих направлениях. С 1998 года стали внедряться восьмишариковые шарниры для легковых автомобилей, что позволило уменьшить размеры узла. Оптимизация формы канавок дала возможность улучшить точность позиционирования шаров, а значит, улучшить КПД и снизить шумность конструкции. Продолжается и оптимизация шарниров типа трипоид, в первую очередь с целью уменьшения колебаний угловой скорости при вращении и уменьшения шумности.
Рост продаж кроссоверов и внедорожников потребовал создания приводов с большим эффективным углом передачи, в том числе современных конструкций вала с двумя шарнирами с фиксируемыми от продольного перемещения валами и компенсатором.
Продолжается повышение КПД передачи, и достигнутые в 80-е годы 99% КПД уже не кажутся идеалом. Современные ШРУСы имеют гораздо меньшие потери.
