Что такое рулевая рейка в машине

— 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 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. 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 – это механизм, отвечающий за поворот передних колес автомобиля и соединенный с ними посредством тяг. Как и любой другой агрегат, элемент постепенно изнашивается в процессе эксплуатации, что негативно влияет на управляемость машины. Поскольку данная проблема связана с безопасностью водителя и пассажиров, хозяину авто необходимо различать признаки неисправности рулевой рейки, чтобы устранять их в кратчайшие сроки либо ставить новую запчасть.

Кратко об устройстве механизма

Элемент представляет собой цилиндрический корпус, куда помещены следующие детали:

сама зубчатая рейка, движущаяся внутри втулок;
ведущий вал с косозубой шестеренкой, вращающийся на 2 подшипниках (соединяется с рулевой колонкой);
2 тяги, подключенные к концам реечного механизма и поворотным кулакам ступиц;
система упоров и пружин, ограничивающих ход рейки и выбирающих люфты шестеренчатой передачи;
резиновые чехлы (пыльники) в виде круглых «гармошек», защищающие картер механизма от попадания грязи;
корпус элемента наполнен жидкой смазкой.

Таково устройство обычной механической и так называемой электрической рейки, действующей в паре с электроусилителем руля (ЭУР). Если автомобиль оснащен гидравлическим усилителем (ГУР), то конструкция механизма дополнена цилиндрами и поршнями, помогающими двигать зубчатую планку в ту или иную сторону.

Элемент работает по простому принципу: при вращении руля ведущий вал посредством шестерни двигает рейку в необходимом направлении. Концы детали, связанные с тягами, заставляют поворачиваться передние колеса. ГУР либо ЭУР реагирует на движение руля и «подталкивает» реечный механизм в нужную сторону, снимая физическую нагрузку с водителя.

Признаки неполадок

Поскольку большинство легковых автомобилей оборудовано гидравлическим усилителем, то симптомы износа рейки следует рассматривать в комплексе с элементами ГУР – насосом, распределительным клапаном и масляными магистралями.

Неполадки работы реечного механизма делятся на явные и скрытые. Выявить первые способен сам автолюбитель в процессе движения либо в результате осмотра узлов и агрегатов. Во втором случае четко определить неисправность может мастер станции технического обслуживания. Ваша задача – вовремя отреагировать и обратиться на СТО при появлении следующих симптомов:

Стук, раздающийся в передней части авто при движении по неровностям, особенно в повороте. Расположение звука – приблизительно по центру, где установлена рейка.
При езде по мелким ухабам или насыпному покрытию вибрация явственно передается на руль.
После прохождения поворота баранка неохотно возвращается в исходное положение либо остается повернутой. При попытке быстрого вращения руль наливается тяжестью.
Свободный ход баранки заметно увеличился, отчего машина «рыскает» на прямом участке дороги и требует постоянной корректировки траектории движения со стороны водителя.
Гул, свист и прочие посторонние звуки.
Для поворота приходится прикладывать большое усилие на руле.
Критическая поломка – заклинивание механизма либо самопроизвольное вращение баранки без изменения направления движения.

Примечание. Специфика стука реечного механизма – центральное расположение, из-за чего водителю кажется, будто звук доносится с обеих сторон сразу. Подтверждающий признак – вибрация на руле и увеличение люфта.

Если удалось однозначно выяснить, что стучит рулевая рейка, произведите внешний осмотр агрегата. Особое внимание уделите резиновым пыльникам – их видно сквозь арки передних колес и частично – под капотом. Лучший вариант – обследование на смотровой канаве. Порывы и масло на «гармошках» свидетельствуют о том, что внутрь элемента попала вода и грязь, ускоряющая износ всех деталей.

Другие внешние признаки поломки – потеки смазки на кожухе агрегата. Если сразу не заметить прохудившийся сальник, то уровень масла в картере снизится и начнется так называемый кольцевой износ корпуса и силового цилиндра. Последствия – дорогостоящая замена узла в сборе.

При наличии гидроусилителя руля нужно осматривать не только рейку, но и элементы ГУР – насос, ременной привод и масляные шланги. Загляните в расширительный бачок – пониженный уровень сразу даст понять, что смазка теряется в результате утечки. Дополнительное подтверждение – свежие пятна под автомобилем на месте постоянного хранения.

Подробней о проблеме мы писали в этой статье.

В отличие от ГУР, электрические усилители не подают признаков неисправности и выходят из строя сразу. Но подобные случаи – редкость, в целом ЭУР – довольно надежный агрегат.

Что делать с неисправностями рейки?

В подавляющем большинстве случаев замена или ремонт рулевой рейки производится на автосервисе, поскольку даже снятие элемента – задача непростая. Но мелкие проблемы можно решить самостоятельно, например:

Заменить порвавшийся резиновый пыльник. Если вы обнаружили данный дефект на ранней стадии, когда реечный механизм функционирует исправно, то можете поменять кожух в гараже на смотровой яме. Не забудьте очистить от грязи детали под пыльником.
Устранить протечки гидравлической жидкости на патрубках. Для этого придется опорожнить систему и заменить шланги, лучше все сразу.
Поставить новые наконечники рулевых тяг. Признаки износа шаровых пальцев очень похожи на неисправность рулевой рейки – возникает люфт руля и стук.
Сменить разбитую крестовину рулевого вала.
Подтянуть либо поменять ремень, вращающий шкив гидравлического насоса. Проскальзывание ременной передачи ведет к ухудшению работы усилителя и затруднительному вращению руля.

Конструкцией рейки предусматривается регулировка зазоров в передаточном узле. На ранних стадиях изношенности шестерен люфт устраняется подтягиванием регулировочных винтов. Самому выполнять операцию крайне нежелательно: если перестараетесь и не оставите зазоров, зубчатая передача станет изнашиваться еще быстрее.

Когда проблема кроется внутри корпуса реечного механизма, самостоятельно устранить стук не получится, разве что вы сами – автомеханик. Наиболее распространены следующие внутренние неисправности:

выработка зубьев на рейке либо рулевом валу;
люфт подшипников;
разгерметизация сальников;
кольцевой износ втулок, цилиндров;
деформация вала либо самой рейки в результате попадания колеса в глубокую выбоину и удара по механизму.

Часть перечисленных поломок устраняется путем установки ремонтных комплектов в условиях автосервиса. Изношенные детали зубчатой передачи отдельно лучше не менять – необходимо ставить новую рейку.

Достаточно частый вопрос касаемо рулевых реек, просят рассказать обо всем – «пыльниках», «сальниках», «направляющих», гидравлическую конструкцию, электрическую конструкцию и т.д. Я обязательно постараюсь освятить все вопросы, чуть позже. Но очень частый вопрос от новичков, касаемо их видов. Сколько существует на данный момент, как работают. Именно с него я и начну, как мне кажется это логично для начала рассказать о типах устройств, а уже дальше рассматривать каждый отдельно …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Типы рулевых реек
Обычная конструкция
Рулевая рейка с ГУРОМ
Рулевая рейка с ЭУРОМ
ВИДЕО ВЕРСИЯ
ГОЛОСОВАНИЕ

Для начала вспомним, что это такое

Рулевая рейка – это узел автомобиля, который предназначен для управления колесами. Водитель поворачивает рулевое колесо, через специальные валы «поворот» передается на рейку, которая передает усилие колесам. Тем самым они отклоняются на нужный угол. Благодаря такой конструкции машина может объезжать препятствия, поворачивать, маневрировать, а не двигаться прямолинейно.

Этот узел эволюционирует вместе с машиной, раньше это была достаточно примитивная конструкция, сейчас все больше технологий закладывается в управление. Но и по сей день существует всего три основных вида рулевых реек. Давайте разберем подробнее.

Типы рулевых реек

Обычная, без усилителей. Применялась еще в 70 – 80 года прошлого века на 90% автомобилей. Здесь все усилие поворота руля лежит на водителе, нет никаких усилителей, а поэтому руль провернуть не всегда легко.
Рулевая рейка с ГУРОМ или гидроусилитель руля. По сути это такая же обычная рейка только к ней прибавляется специальный насос и замкнутый контур с сальниками (где качается специальная жидкость), который помогает поворачивать руль. То есть водителю не нужно прикладывать много усилий для поворота рулевого колеса. Особенно ценно это на тяжелых машинах (грузовиках, автобусах и внедорожниках).
Рулевая рейка с ЭУРОМили электроусилитель руля. Это сухой тип усилителя, здесь не применяется масло, а принцип работы совершенно другой. Рядом с валом находится электрический двигатель с шестерней (питание происходит от бортовой сети), который помогает поворачивать руль. Ему отдает приказание ЭБУ, он видит, куда отклоняются колеса и приказывает электродвигателю помочь в повороте.

Если утрировать, то виды делятся так: — обычная механика со 100% применением мускульной силы, рейка с гидроусилителем и электроусилителем. Сейчас давайте разложим более подробно.

Обычная конструкция

Собственно с нее все начиналось. Она простая и можно сказать не убиваемая. До сих пор ее можно встретить на некоторых машинах, таких как ВАЗ 2113 – 2115. Однако, если не ошибаюсь уже не устанавливается на новые модели. Все же сейчас везде ГУР или ЭУР.

Давайте бегло вспомним строение: — есть один рабочий вал (с шестерней), который ходит в металлическом корпусе, к нему подсоединены две тяги с рулевыми наконечниками, закрывается все это дело пыльниками. В зацепление с валом входит вал с червячной шестерней, который уже присоединяется к рулю. Это очень утрированно, посмотрите схему которая отображает конструктивную особенность.

Что может произойти с такой рейкой?

ДА практически ничего, самый распространенной поломкой является стук. Это когда направляющие внутри корпуса разбиваются. Но и здесь рейку можно подтянуть.

Положительные моменты:

Прочная и простая конструкция
Легкий ремонт (чуть ли не своими руками)
Дешевая цена

Отрицательные моменты:

Сложно крутить руль, особенно на стоянке
Страдает маневренность и управляемость
Обычная рейка не ставится на тяжелые машины
Морально устарела

С этого устройства все начиналось, оно сделало свое дело, дало толчок для развития новых технологий.

Рулевая рейка с ГУРОМ

Инженеры всегда бились над комфортом и повышением управляемости, маневренности. Особенно остро стоял вопрос на грузовых авто, ведь там руль без усилителя мог крутить только физически развитый человек.

Первым появляется рулевое управление с гидравлическим усилителем руля, сокращенно ГУР.

Что добавляется в строение?

Я не буду рассказывать сложно, а постараюсь рассказать простыми словами. Если можно утрировать, то ГУР устанавливается на обычную рулевую рейку, однако вносит ряд изменений.

Появляются такие понятие как:

Пластинчатый насос. Приводится в движение при помощи ременной передачи от двигателя, таким образом, нагнетает давление в 50 – 100 БАР
Поршень. Который устанавливается на валу, давление масла его может толкать либо в одну, либо в другую сторону.
Распределитель или торсион. Это так называемое «следящее устройство», которое дозирует подачу специальной жидкости (а тут применяется ATF как в автомате), в ту или иную сторону поршня. Благодаря чему поршень толкается в ту или иную сторону. По сути принцип шприца.

Если отобразить все схематично, то получается:

Работа гидроусилителя состоит – пока вы едите ровно и не крутите руль, давление, которое создалось в масле ходит по кругу, «насос – бачок», оно не принимает участие в работе.

После того как вы поворачиваете руль в нужную вам сторону, торсион (распределитель) начинает открывает одну сторону и зажимает другую, таким образом давление масла поступает в поршень с нужной стороны, толкая его. Благодаря чему вы легко можете крутить руль в ту или иную сторону. Наверное, не поняли, смотрите обязательно видео под статьей, там все разложу на пальцах.

Плюсы:

Легкая маневренность и управление
Легкий руль
Даже тяжелые машины, может управлять, любой водитель

Минусы:

ГУР забирает мощность у двигателя, потому что присутствует ременная передача
Сложный и дорогой ремонт
Усложненное строение
Может течь, когда уходит жидкость, ездить становится сложнее в двойне
Сделать самому навряд ли получится
Присутствует жидкость в работе, которую также нужно менять

Если подвести итог, то гидроусилитель действительно облегчил работу водителей, особенно тех кто постоянно за рулем «большегрузов». Также стоит отметить, что этот узел сейчас является достаточно прочным, может ходить долгие тысячи километров, ТОЛЬКО обязательно стоит обращать внимание на состояние пыльников.

В этой статье я лишь затронул край айсберга, под название ГУР, скоро будет большая статья, где разберем его основательно.

Рулевая рейка с ЭУРОМ

Следующий вид (на данный момент, он якобы самый совершенный из оппонентов) – рулевая рейка с ЭУРОМ, электрическим усилителем руля. Как уже становится понятно, здесь применяется технология, которая сопряжена с электричеством, а не с гидравликой.

Как работает:

Знаете, как мне кажется технология более совершенная, хотя бы, потому что здесь почти сохранили первозданную рейку, в ней нет поршней и различных насосов.

ИТАК: Есть основной ваш, с набором зубьев и червячный вал, который передает усилие от руля. Так вот на червячный вал устанавливается шестерня, которую в свою очередь крутит электрический двигатель.

На руле есть специальные считывающие датчики, когда вы отклоняете руль, датчики передают на ЭБУ отклонение, а в свою очередь ЭБУ посылает сигнал на электроусилитель и он помогает вам поворачивать руль в ту или иную сторону. Вот так вот все просто.

Положительные моменты:

Отбора мощности от двигателя почти нет, либо она минимальна
Узел очень компактный
Просто ремонта, по сути это обычный электродвигатель
Нет никаких жидкостей
Может работать в нескольких режимах, например — город, трасса
Также как и гидравлический оппонент облегчает управление
Намного лучше работают с современными системами безопасности

Отрицательные моменты:

Присутствует электроника, она то и является слабым звеном, зачастую ломается не сам электродвигатель, а именно сопутствующая электроника
Есть большая нагрузка на генератор. Поэтому в моделях с ЭУРАМИ применяют генераторы мощнее
Эти виды отличаются капризностью к водной среде. Это и понятно, ведь электричество, поэтому нужно следить за состоянием чехлов и вообще корпуса

В любом случае, это еще один шаг вперед, конечно ГУРЫ сейчас ставят массово, но как мне кажется, рано или поздно все производители перейдут на ЭУРЫ, просто потому что это технология более прогрессивная и позволяет настраивать усилители более гибко. Хотя и у реек с гидроусилителем тоже много положительных моментов.

Сейчас смотрим небольшое видео, виды рулевых реек.