Рулевая рейка: принцип работы, конструкция, типичные несправности

Что может быть важнее, чем комфортное и безопасное управление автомобилем? Именно за безопасность и комфорт отвечают рулевые рейки. Главная их функция состоит в преобразовании вращения руля в согласованное движение колес. Именно это делает рулевую рейку одним из наиболее важных элементов автомобиля.

Принцип работы и виды рулевых реек

Этот механизм обеспечивает поворот колес влево и вправо, удерживая автомобиль на дороге при въезде в поворот. В свою очередь, рейка связана с управляемыми колесами с помощью рулевых тяг и наконечников и представляет собой зубчатую передачу. Шестерня, закрепленная на рулевом валу, входит в зацепление с зубцами на рейке. При повороте руля вокруг своей оси шестерня рулевого вала сдвигает рейку в соответствующем направлении вращения. Далее рейка через шарниры и тяги поворачивает управляемые колеса.

Срок службы рейки составляет в среднем 200-300 тыс. км пробега и зависит от условий эксплуатации автомобиля.

Существует три вида рулевых реек

Механическая. Классический и наиболее простой вариант (дешевый и несложный в ремонте). За поворот руля отвечает исключительно вижу, никаких усилителей и других вспомогательных механизмов нет. Руль не всегда легко поворачивать (в результате – снижение маневренности и управляемости), но и критических сложностей не возникает.

Конструкция очень проста: к рабочему валу с шестерней, перемещающейся в металлическом корпусе, крепятся тяги с рулевыми наконечниками, сам механизм закрывается напильниками. Когда-то именно с этой модификации все начиналось, но сейчас эти рейки просто устарели – появились более надежные и удобные варианты, при использовании которых не ухудшается качество маневрирования.

С гидроусилителем. К стандартной рейке добавляется гидросистема, которая помогает легче поворачивать руль. Благодаря гидроусилителю автомобиль получает пространство для маневрирования, а движение становится безопаснее. Но у гидроусилителя есть и недостатки – он берет на себя часть мощности двигателя, требует использования специальной жидкости, а стоимость ремонта такого механизма может неприятно удивить.

Механизм дополняется пластинчатым насосом, поршнем и торсионом. Работает все просто: гидросистема распределяет необходимое давление и усилие на торсион и золотник, которые направляют и нагнетают давление. Когда вы поворачиваете руль, масло впрыскивается через золотник именно в ту зону, в которую идет поворот. Гидроусилитель сделал управление автомобилями (особенно большими грузовиками) проще, при этом механизм очень надежен и редко выходит из строя, главное следить за напильниками.

С электроусилителем. В этом случае в качестве “помощника” выступает электродвигатель. Его называют “сухим” типом усилителя, поскольку в нем нет никаких дополнительных жидкостей, но при этом он идеально сочетается с электросистемами автомобиля. Это конструктивно простой, доступный в плане ремонта и надежный вариант. Существует несколько вариантов размещения двигателя: его могут устанавливать на вал, размещать на зубчатой рейке или встроить в колонку. Автомобили с таким механизмом надежнее, следовательно, и дороже.

Принцип работы рулевой рейки с ЭПК похож на классический: основной вал с набором зубцов взаимодействует с червячным валом, на котором устанавливается шестерня – она и вращает электродвигатель. Считывающие датчики на руле передают сигнал о отклонении на электронный блок управления, а оттуда сигнал идет на электроусилитель. Таким рейкам не страшны любые дороги, они компактны, не вызывают проблем при ремонте. Единственное слабое место – электроника.

Конструкция

Рулевая рейка состоит из таких механизмов:

• Рулевые тяги и наконечники. Крепятся они к выдвижным механизмам рулевой рейки, с их помощью осуществляется поворот колес;
• Шестерни и зубчатая планка. С помощью шестерен и планки осуществляется передача усилия от руля на рулевые тяги, а также управление парой колес;
• Картер. Его также называют корпусом, чаще всего выполнен из алюминия, в нем располагаются основные детали рейки;
• Система пружин. Необходимы они для плотного прилегания рейки к шестерне, если пружины исправны, люфт и свободный ход руля практически отсутствуют;
• Подшипники. Необходимы для легкости осуществления маневров и поворотных движений рейки;
• Ограничители. С их помощью определяется максимальное значение поворота (хода рулевой рейки) от правого до левого края.

Конструкция рулевой рейки может отличаться в зависимости от производителя

История создания рулевого усилителя

Поскольку первые автомобили ездили медленно и поворачивали по большому радиусу, они не требовали какого-либо усилителя рулевой тяги. В старых автомобилях использовался именно рейковый механизм передачи вращения руля на колеса. С развитием автомобилестроения усилие, которое необходимо прикладывать к рулю, постепенно росло. Конструкторы компенсировали это увеличением диаметра руля и уменьшением зубчатой передачи, но эти усовершенствования не могли длиться бесконечно. Разрабатывались новые механизмы передачи, однако со временем стало понятно, что рулевая рейка – оптимальный вариант как по простоте и доступности, так и совместимости с гидроусилителем рулевой тяги (ГУРом).

На сегодняшний день практически каждый легковой иномарка оснащен рулевой рейкой с гидравлическим усилением, что делает управление автомобилем комфортным и удобным. Однако прогресс не останавливается на достигнутом, разрабатываются электрические усилители и уже на подходе модели с электронным управлением.

Неисправности рулевой рейки

Обнаружить признаки неисправности рулевой рейки легко. На что обратить внимание?

• нехарактерные стуки во время движения;
• посторонние шумы во время движения;
• сложности с поворотом руля;
• люфт рулевого колеса;
• утечка масла гидроусилителя;
• следы утечки на напильниках;
• проблемы с возвращением руля в центральное положение при выезде из поворота;
• произвольное вращение руля.

Профилактика неисправностей

!Чтобы избежать дорогостоящего ремонта, необходимо выполнять несколько простых правил!

Перед поездкой после прогрева двигателя слегка повернуть руль влево-вправо: это даст возможность прогреть и ГУР.

Не оставлять автомобиль на стоянке с вывернутыми колесами;

Не удерживать руль в крайнем положении поворота дольше 5 секунд;

Снижать скорость на плохой дороге, перед бордюрами и другими препятствиями;

Контролировать уровень гидравлической жидкости в ГУРе, своевременно проводить ее замену;

Периодически осматривать напильники на предмет повреждений и своевременно их менять;