Строение и принцип работы рулевой рейки в автомобиле

11 Ноября 2019

Рулевой механизм является одним из важнейших элементов системы управления автомобилем. Действительно, каким бы быстрым, мощным и комфортным не было транспортное средство, все эти достоинства меркнут, если возникают проблемы с его вождением.

Основная информация о детали

Рулевая рейка — механизм, основная задача которого состоит в передаче и преобразовании усилия, прилагаемого водителем к рулю, на передний мост, для поворота колёс в ту или иную сторону. Можно сказать, что устройство сообщает поворотные движения «баранкой» передней колёсной паре.

Рулевая рейка

Где находится рулевая рейка и сколько их в автомобиле

Устройство расположено под кузовом автомобиля, перед передним мостом. Тяги рейки при помощи наконечников соединены с колёсами. В транспортном средстве только одна такая деталь.

Где установлена рулевая рейка

Какие бывают виды реек

Существует три основных вида рассматриваемого устройства:

  • механический;
  • с гидроусилителем (ГУР);
  • электрический (ЭУР).

Кроме того, встречается вариант ГУР с электроприводом, который называется электрогидроусилитель (ЭГУР).

Из чего состоит

Современные механизмы, выпускаемые разными компаниями, могут конструктивно отличаться. Однако, эти различия обычно незначительны, касаются лишь отдельных деталей, но не схемы в целом.

Знаете ли вы? Реечный рулевой механизм придумали ещё в конце XIX в., но на время изобретение уступило другим системам. Примерно в 1950-е гг. рейку опять стали активно использовать, т. к. она лучше сочеталась с популярной на то время подвеской макферсон.

Общее устройство механической рейки:

  • картер (корпус) из алюминия, с резервуаром внутри;
  • пружина, прижимающая рейку к шестерне, создающая прочное сцепление зубцов обеих деталей;
  • приводное колесо с зубцами, находящееся в картере и вращающееся на подшипниках;
  • втулка шарнира рулевой тяги и ограничительное кольцо — детали, благодаря которым рейка работает в строго определённом диапазоне;
  • рулевые тяги, движущиеся в одну либо в другую сторону, в зависимости от действия рулём, и поворачивающие колёса через рычаги управления;
  • пыльники — простая, но очень нужная деталь, которая не допускает попадания внутрь механизма грязи и влаги.

Схема рулевой рейки

Выше перечислены некоторые основные, но далеко не все детали в конструкции механизма. Устройство отличается простым принципом работы, однако главное требование к рейке — исключительная надёжность. Поэтому, за многие десятилетия эксплуатации подобного механизма, производители до предела сократили количество деталей, оставив только те, которые в конструкции необходимы. Так что малозначимых частей здесь нет в принципе.

Рейки электрического типа и с гидравлическим усилением, имеют большое количество дополнительных деталей, но они меняют не всю схему работы, а только метод передачи усилия на механизм. Можно сказать так: традиционное механическое устройство передаёт действие рулём на колёса только при помощи мышечной силы водителя. Рейка с ГУР делает то же самое, усиливая действия человека гидравликой, а механизм с ЭУР — облегчает работу шофёра при помощи электродвигателя. Более подробно об этих особенностях — далее.

Важно! При вождении транспортного средства, оснащённого ГУР, нельзя держать «баранку», выкрученной до упора более 5 секунд. В таком случае перегревается рабочая жидкость в системе, и механизм может выйти из строя.

Принцип работы

Принцип работы механической рейки: водитель проворачивает руль, его вращательные движения через рулевую колонку, вал и систему шарниров, передаются на шестерню, плотно прижатую к зубьям рейки. Поворот шестерни вправо или влево вызывает движение рулевых тяг в том же направлении, и соответственно, поворот колёс.

Работа механизма с ГУР несколько отличается от описанного выше. Сам гидравлический усилитель состоит из насоса, резервуара с гидравлической жидкостью и регулятора давления масла ATF в системе, управляющего золотника и силового гидравлического цилиндра.

Принцип работы гидроусилителя руля

Гидроцилиндр может создавать давление в двух направлениях, чаще всего он совмещён с рейкой и передаёт ей усилие. Золотниковый клапан расположен на рулевом валу и отвечает на вращательное движение баранкой. Его основное назначение — регулировка направления потока масла. Золотник, торсион и шестерня, а также сальник, подшипник и др., в сборе называются распределителем.

Если автомобиль передвигается по прямой или обездвижен, механизм рулевого управления не задействован. В этот момент масло ATF находится не в системах усилителя, а в резервуаре (бачке). Когда водитель начинает поворачивать руль, передние колёса оказывают естественное сопротивление. В результате закручивается торсион, на что реагирует золотник (находящийся до сего момента в нейтральном положении), открывая распределительные каналы.

Жидкость попадает в цилиндры рейки, давя на поршни, а они передают усилие на тяги. Как только движение руля прекращается, перестаёт вращаться и торсион, в результате чего золотниковый клапан становится в нейтральное положение. Каналы открываются, масло сливается в бачок, ГУР перестаёт работать.

Существует ещё одна разновидность ГУР — это электрогидроусилитель. В нём есть все те же элементы, что и в традиционном механизме с гидравликой, только он дополнен управляющим модулем и электромагнитным клапаном. Кроме того, может присутствовать контроллер скорости. Когда рулевое колесо не задействовано, давление рабочей жидкости в системе составляет 5–7 бар. При повороте «баранки», включается насос и рабочее давление повышается до 80–85 бар.

Рейка с электроусилителем отличатся от гидравлической системы тем, что дополнительное усилие создаёт электромотор, а не масло в системе. В такой системе рабочей жидкости нет вообще. На рулевом валу установлен датчик момента, связанный через блок управления с электродвигателем. Данные с этого прибора (величина крутящего момента) передаются на блок управления. Тот, в свою очередь, вычисляет мощность необходимого воздействия электромотора, учитывая положение «баранки» в данный момент, и включает его.

Схема ЭГУР

Под рулевым колесом находится датчик, который фиксирует угол поворота «баранки». На электромоторе расположен контроллер, измеряющий частоту вращения двигателя. Все данные передаются в блок управления, где наряду с другими показателями системы анализируются, и в соответствии с полученным результатом выдаётся ток нужной мощности на электродвигатель. А мотор передаёт усилие на рейку.

Как понять, когда рейка изношена или сломалась

Определённые признаки могут подсказать, что с рулевым механизмом авто что-то не в порядке, и пора обратиться в сервисный центр.

Важно! В определённых моделях автомобилей, на которых установлен ЭУР, перед демонтажем рейки нужно снять подрамник. Самому в таком случае не справиться, нужен помощник и гараж с подъёмником, либо следует обратиться на СТО.

Среди таких тревожных знаков, наиболее частые следующие:

  • с каких-то пор вы ощутили, что поворот руля требует больших усилий, особенно на предельных углах;
  • после продолжительной стоянки под днищем, в районе тяг или пыльников, стали появляться маслянистые пятна;
  • вы стали часто, чуть ли не каждый день, доливать рабочую жидкость в бачок ГУР, но тем не менее, лампа выдаёт сигнал, требуя добавки;
  • при повороте «баранки» стал ощутимо слышен гул, которого раньше не было;
  • при езде по неровной дороге, слышен стук впереди справа, в центре или слева. Причём есть ощущение, что звук исходит не от ходовой.

Если нечто подобное происходит с вашим транспортным средством, с большой долей уверенности можно сделать выводы, что есть проблемы с рулевой рейкой, и она требует ремонта. Самое время ехать в техсервис, либо попытаться устранить неисправность своими силами.

Видео: Самая частая неисправность рулевой рейки

Как демонтировать и установить деталь

Прежде необходимо правильно подготовить авто к предстоящей процедуре: установить транспортное средство на стояночный тормоз, под задние колёса положить подпорки.

Далее нужно выполнить следующие действия:

  1. Баранку выставить в нейтральное положение.
  2. Немного отвернуть гайки, крепящие передние колёса.
  3. Установить домкрат с любой стороны авто и снять соответствующее колесо. После чего повторить процедуру с другого борта машины.
  4. Металлической щёткой и жидким молотком удалить грязь с болтов, крепящих наконечники, после чего открутить их.
  5. При помощи съёмника расшатать наконечники.
  6. Обработать составом типа «WD-40» рулевой вал, через несколько минут открутить пару болтов на 12. Лучше это делать при помощи удлинителя. Кардан снять, потянув его вверх.
  7. При наличии электромагнитного клапана, отстегнуть фишку.
  8. Открутить два болта на 12 с левого кронштейна рейки. Болт, который находится сверху жестянки, трогать необязательно — больших помех он не создаёт.
  9. Поставить заранее приготовленное ведро, открутить две трубки разрезными ключами на 14 и 17 и слить жидкость. Будьте готовы к тому, что можете облиться.
  10. Открутить пару болтов на 19. В этом случае целесообразно воспользоваться рычагом, по причине сильной затяжки данного узла.
  11. Сборку выполнять в обратной последовательности.

Некоторые нюансы в различных моделях автомобилей могут отличаться, однако очерёдность основных работ выглядит примерно одинаково для большинства марок авто.

Пыльники рулевой тягиПериодически контролируйте состояние пыльников рулевых тяг и их хомутов. Эти нехитрые приспособления препятствуют попаданию влаги в механизм, продлевая тем самым срок службы рейки.

Старайтесь регулярно устраивать необходимую для рулевого механизма профилактику, выполнять балансировку, развал-схождение, проверяйте давление в шинах. Не забывайте о том, что состояние системы, одним из главных элементов которой является рулевая рейка, — залог вашей безопасности и окружающих людей.

Была ли эта статья полезна?


Комментарии
up