— Автомобильная рулевая рейка в течение многих лет используется как один из обязательных элементов рулевого управления. Почти все легковые авто, которые выпускаются в наше время, оснащены данной деталью. Сегодня будет идти речь об устройстве рулевой рейки, а также принципе её работы.
• Как устроена рулевая рейка?!
— Рулевая рейка автомобиля представляет собой устройство, цель использования которого заключается в том, чтобы преобразовать водительское усилие во время воздействия на рулевое колесо в салоне авто, что необходимо для обеспечения поворота колес машины.
— Сегодня существуют три вида рулевых реек, принцип действия которых различается.
Гидравлическая рулевая рейка. Она используется почти во всех легковушках, которые выпускают сегодня. Обеспечивает достаточно комфортное управление автомобилем, поскольку используется гидравлический усилитель руля, благодаря чему водителю нужно прилагать минимум усилий. Механическая рулевая рейка. Устройство данного элемента очень простое. На одном из концов рейки находится зубчатый механизм, который контактирует с зубчатой рейкой. Последняя взаимодействует с приводом руля. Электрическая рулевая рейка. Её отличие от гидравлического аналога состоит в том, что гидравлика не применяется. Для увеличения усилий водителя автомобиль оснащается отдельным электрическим двигателем. Устройство рулевой рейки, а также принцип её работы зависят от характерных особенностей каждого автомобиля. Рулевая рейка может иметь верхнее либо нижнее расположение, что также зависит от модели транспортного средства. Рулевые рейки с верхним расположением устанавливаются сзади мотора, они крепятся к автомобильному кузову. Рулевые рейки с нижним расположением крепятся снизу, их соединяют с кузовом, подрамником либо балкой.
• Конструктивные особенности рулевой рейки.
— Конструкция шестерни-рейки, о которой будет идти речь далее, состоит из следующих элементов: алюминиевый картер, внутри которого находится полость, имеющая специальную защиту; пружина, которая прижимает рейку к шестерне, обеспечивая надежное сцепление зубцов рулевой рейки и вк.ком/cars.best шестерни; колесо привода с зубцами, которое находится в картере (устанавливается на подшипники); втулка шарнира рулевой тяги и ограничительное кольцо обеспечивают требуемый ход рулевой рейки в заданном интервале. Схема рулевой рейки такого типа отличается невысоким передаточным числом, благодаря чему водитель может быстро поворачивать колеса в требуемую сторону.
Стоит отметить, что в автомобилях производителя BMW применяется модернизированная рулевая рейка, в конструкции которой присутствует планетарный механизм. Эта схема рулевой рейки обеспечивает возможность корректировки передаточного числа с учетом скорости, с которой движется транспортное средство.
• Как работает рулевая рейка с ГУР?!
— Информация о принципе работы рулевой рейки с гидравлическим усилителем руля поможет понять, почему крутить такой руль можно без особых усилий.
Насос ГУР работает благодаря соединению с мотором. Для этого применяется ременная передача либо специальные шестерни. Насос гидроусилителя руля обеспечивает подачу гидравлической жидкости в распределитель. Этот распределитель расположен в корпусе рулевой рейки, который ещё называют картером.
Золотниковый распределитель используется для обеспечения контроля усилия на руль и объема гидравлической жидкости, необходимой для поворота рейки. В качестве дозирующего устройства используется торсион, интегрированный в разрез рулевого реечного вала.
Если автомобиль движется без поворотов или стоит на месте, рулевая рейка не движется. По этой причине масло пребывает в резервуаре, а не в дозирующих системах распределителя. Когда водитель поворачивает рулевое колесо, колеса начинают сопротивляться. Статья была опубликована в паблике Машины. Во время этого происходит закручивание торсиона, сила которого зависит от усилия, прилагаемого на руль. В этот момент происходит открытие каналов распределителя и подача гидравлической жидкости на рулевую рейку. После этого выполняется распределение масла, которое приводит к движению рейки. Принцип работы рулевой рейки – это не просто теоретическая ненужная информация. Поскольку данный элемент используется постоянно, необходимо контролировать исправность составляющих рейки, то есть сальников, пыльников и трубок. Для этого надо просто следить за тем, не появляются ли капли масла под автомобилем. Теперь вы знаете, устройство рулевой рейки, а также принцип её работы.
Рулевая рейка, также именуется редуктор усилителя руля, представляет собой силовой узел рулевого механизма, предназначенный для передачи усилия с рулевой колонки на управляемые колеса.
Виды рулевых реек
Если посмотреть фото, рулевая рейка на различных автомобилях, то можно заметить, что данные детали конструктивно различаются между собой. На данный момент существует несколько распространенных видов рулевых реек, в частности:
- механические;
- гидравлические;
- электрические.
Наиболее современными являются электрические рейки, тогда как чаще всего встречаются на данный момент классические гидравлические и механические системы.
Конструктивные особенности
Прилагаемое водителем усилие передается на рулевую колонку, которая через кардан соединена с рулевой рейкой. Далее через тяги и наконечники это усилие передается на поворотные рычаги, через цапфы соединенные с колесами.
Фактически рейка – это зубчатая передача. Шестерня жестко крепится к рулевому валу, а на самой рейке размещаются зубцы, к которым она и цепляется. Поворачивая руль, водитель через шестерню сдвигает рейку влево или вправо. А уже рейка, надавливая на шарниры и тяги, поворачивает колеса.
Сейчас на большинстве моделей автомобилей рулевые рейки оборудуются механизмами, несколько облегчающими вращение руля. Наиболее востребованным является гидроусилитель. К стандартной рейке в таком случае добавляется насос, устройство для создания усилия и распределитель. Насос работает от ремня ГРМ, вкачивает гидравлическую жидкость с расширительного бачка в золотниковый распределитель. Данное устройство отслеживает прилагаемое к рулю усилие и при его росте помогает проворачивать баранку.
Устройство рулевой рейки: 1. Корпус рейки; 2. Рейка; 3. Рулевой вал с червяком и подшипником; 4. Прижимная втулка (для регулировки зазора червячной передачи); 5. Регулировочная гайка; 6. Опорная втулка левой стороны рейки; 7. Опорная втулка правой стороны рейки; 8. Стопорное кольцо (только для левой стороны); 9. Гайка рулевого вала; 10. Ползун; 11. Втулка ползуна; 12. Защитный металлический чехол; 13. Пластиковый пыльник; 14. Стопорное кольцо гайки рулевого вала; 15. Крестовина рулевого вала.
Основой распределителя является торсион, размещенный на рулевом валу. Когда руль не движется, торсион раскручен, вводные каналы распределителя закрыты, благодаря чему масло свободно перетекает в расширительный бачок. При начале вращения руля торсион закручивается, в результате чего через золотник и каналы жидкость поступает в исполнительное устройство, увеличивая давление за поршнем исполнительного устройства, или еще до него, что создает усилие на жестко закрепленный на рейке поршень и позволяет облегчить поворачивание водителем руля.
Поиск неисправности рулевой рейки
Неисправности рулевой рейки довольно распространены, поскольку данный узел и вся рулевая система на отечественных дорогах подвергаются повышенным нагрузкам. Поломку рейки можно обнаружить самостоятельно, руководствуясь рядом признаков:
При появлении данных симптомов выхода рейки из строя, рекомендуется не затягивать с демонтажем рулевого редуктора для осмотра и устранение неисправности, дабы минимизировать расходы на ремонт.
Проявление таких признаков свидетельствует о том, что устройство рулевой рейки где-то нарушено и данному механизму требуется диагностика и дальнейший ремонт.
В большинстве случаев, направляющая втулка и является причиной стука в рулевой рейке.
Особенности ремонта
Еще до начала разборки рулевого механизма требуется провести тщательный осмотр рейки и всех сопряженных с ней узлов (шаровые, рулевые тяги, подшипники ступиц и прочее). Это поможет с самого начала локализировать проблему. Далее рулевой механизм полностью или частично демонтируется и поломка устраняется. Рейка является ремонтируемым агрегатом, поэтому при ее выходе из строя полная замена не всегда является обязательным решением.
Исправленная рулевая рейка своими руками – это тоже вполне вероятно за исключением ремонта электронных реек, нуждающихся в специальной настройке. Тем не менее, для достижения оптимального качества всегда лучше доверять данную работу специалистам и отдавать предпочтение замене реек вместо их ремонта, учитывая важность и высокую скорость износа этого узла.
Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене
Еще больше полезных советов в удобном формате
Рулевая рейка – элемент рулевого управления, силовой узел, с помощью которого передние колеса автомобиля синхронно поворачиваются в ту сторону, в которую водитель поворачивает руль. Знать устройство рулевой рейки, а также принцип ее работы полезно каждому автовладельцу, так как от этого устройства зависит безопасность пассажиров и пешеходов.
Принцип работы
Рассмотрим принцип работы рулевой рейки. Когда водитель вращает рулевое колесо, усилие с него передается дальше на шестерню, которая заставляет перемещаться рейку. Она передвигается влево или вправо, а вместе с ней перемещаются тяги рулевого привода, которые поворачивают ступицы или поворотные кулаки. Соответственно, на самих ступицах закреплены колеса. В итоге, при повороте водителем руля происходит синхронный поворот передних колес машины.
Реечный рулевой механизм часто оснащается усилителем, который существенно уменьшает усилие при вращении водителем рулевого колеса.
Устройство и основные составляющие
Рассмотрим, как устроена рулевая рейка. Описываться будет реечное рулевое управление в целом. Итак, его основные составляющие:
- рулевое колесо (или руль) – устройство для управления движением автомобилем в заданном направлении;
- рулевой вал – металлический стержень, который имеет шлицы (пазы) для закрепления руля с одной стороны, а с другой – шлицы для крепления самого рулевого вала к рулевой колонке;
- рулевая рейка – силовой узел, который состоит из зубчатой рейки и шестерни. Именно она приводит в движение рейку. Данный узел собран в корпус из легкого сплава и закреплен к кузову машины;
- рулевые тяги – металлические стержни. Каждая тяга с одной стороны имеет резьбу, а с противоположной – шарнирное шаровое устройство, на котором также имеется резьба;
- рулевой наконечник – деталь для вкручивания тяги. Имеет шаровый шарнир и внутреннюю резьбу.
Отметим, что иногда рулевой механизм имеет еще один компонент – демпфер рулевой рейки. Этот элемент устанавливается между тягами и корпусом рулевой рейки. Демпфер является амортизатором двустороннего действия. Основная задача демпфера – снизить вибрации на рулевом колесе. Демпфер рулевой рейки часто предустановлен на различных внедорожниках, так как именно этот тип машин чаще всего передвигается по плохим дорогам.
Виды рулевых реек
Существует три основных типа рулевых реек:
- Механическая рулевая рейка. Является простейшим вариантом рулевого механизма. Здесь поворот передних колес осуществляется только за счет физических усилий водителя. Часто для облегчения его труда устанавливается рулевая рейка, имеющая переменное передаточное число. В ней шаг зубьев изменяется от центра к краям. Впервые в истории отечественного авто такая рейка была применена на автомобиле ВАЗ-2110.
- Гидравлическая рулевая рейка. Главное отличие от механической – наличие гидроусилителя (сокращенно ГУР), который существенно облегчает вращение руля. При этом водитель не только меньше устает за рулем, но и получает большую безопасность во время езды. Рейка с гидроусилителем широко распространена на современных автомашинах.
- Электрическая рулевая рейка. Здесь усиление рулевого колеса происходит с помощью электромотора. Отдельно стоит отметить размещение электромотора: он может встраиваться в рулевую колонку, располагаться на рулевом валу или быть объединенным с рейкой. Рейка с электроусилителем руля имеет самый высокий КПД, экономична и более надежна. Подробнее про электроусилитель руля можно почитать по ссылке.
Преимущества и недостатки
Сначала о плюсах реечного рулевого механизма:
- простота и малые габариты конструкции;
- небольшой вес;
- не требуется частое обслуживание;
- хорошая точность управления;
- небольшая цена.
Теперь о минусах:
- передает удары от неровностей на дорожном полотне на рулевое колесо;
- частые неисправности в виде люфтов и стуков в рейке;
- данное механическое устройство ограничено применением в большинстве случаев на лёгких автомашинах с независимой подвеской управляемых колёс.
Несмотря на свою надежность, срок эксплуатации данного силового узла зависит от качества сборки автомобиля, условий использования, стиля вождения, условий хранения. Если машина долго находится в сырости, механизм может попросту заржаветь. Экстремальная езда по кочкам и ямам и прочим неровностям также уменьшает срок эксплуатации механической рулевой рейки.
На легковых автомобилях реечный рулевой механизм остается самым распространенным. Этому способствует, прежде всего, простота конструкции, невысокая стоимость механизма, а также его небольшие габариты.
