Рульова рейка: конструкція, принцип дії, типові неполадки

Що може бути важливіше за комфортне та безпечне керування автомобілем? Саме за безпеку та комфорт відповідають рульові рейки. Головна їхня функція полягає у перетворенні обертання керма в узгоджений рух колес. Саме це робить кермову рейку одним із найважливіших елементів автівки.

Принцип роботи та види рульових рейок

Даний механізм забезпечує поворот коліс в ліву і праву сторону, утримуючи автомобіль на дорозі при входженні в поворот. В свою чергу, рейка пов’язана з керованими колесами за допомогою рульових тяг і наконечників і являє собою зубчасту передачу. Шестерня, закріплена на рульовому валу, входить в зачеплення з зубцями на рейці. При повороті керма навколо своєї осі шестерня рульового валу зрушує рейку у відповідно обертанню сторону. Далі рейка через шарніри і тяги повертає керовані колеса.

Термін служби рейки складає в середньому 200-300 тис. км пробігу і залежить від умов експлуатації автомобіля.

Існує три різновиди рульових рейок

Механічна. Класичний і найпростіший варіант (недорогий і нескладний у ремонті). За поворот керма відповідає виключно видій, жодних підсилювачів й інших допоміжних механізмів немає. Кермо не завжди легко повертати (як результат – зниження маневрування та керованості), але й критичних складнощів не виникає.

Конструкція дуже проста: до робочого валу з шестернею, що ходить у металічному корпусі, кріпляться тяги з кермовими накінечниками, сам механізм прикрито пильовиками. Колись саме з цієї модифікації все починалося, але зараз ці рейки просто застаріли – з’явилися надійніші та зручніші варіанти, під час використання яких не погіршується якість маневрування.

Із гідропідсилювачем. До стандартної рейки додається гідросистема, що допомагає легше повертати кермо. Завдяки ГПК машина отримує простір для маневрування, а рух стає безпечнішим. Але є у гідропідсилювача є й недоліки – він перебирає на себе частину потужності мотора, вимагає використання спеціальної рідини, а вартість ремонту такого механізму може неприємно здивувати.

Механізм доповнюється пластинчастим насосом, поршнем і торсіоном. Працює все просто: ГПК розподіляє необхідний тиск і зусилля на торсіон і золотник, які спрямовують і нагнітають тиск. Коли ви повертаєте кермо, масло вприскується через золотник саме у ту зону, у яку йде поворот. ГПК зробив керування автомобілями (особливо великими вантажівками) простішим, до того ж механізм дуже надійний і рідко виходить з ладу, головне стежити за пильовиками.

Із електропідсилювачем. У цьому випадку у якості «помічника» виступає електромотор. Його називають «сухим» типом підсилювача, адже у ньому немає жодних додаткових рідин, але при цьому він ідеально поєднується з електросистемами автівки. Це конструктивно простий, доступний у плані ремонту та надійний варіант. Існує кілька варіантів розташування мотора: його можуть встановлювати на валу, розміщувати на зубчатій рейці або вбудувати у колонку. Автомобілі з таким механізмом надійніші, отже – дорожчі.

Принцип роботи кермової рейки з ЕПК схожий на класичний: основний вал із набором зубців взаємодіє з черв’ячним валом, на якому встановлюється шестерня – вона й обертає електродвигун. Зчитувальні датчики на кермі передають сигнал про відхилення на електронний блок управління, а звідти сигнал йде на електропідсилювач. Таким рейкам не страшні будь-які дороги, вони компактні, не викликають проблем під час ремонту. Єдина слабка ланка – електроніка.

Конструкція

Рульова рейка складається з таких механізмів:

• Кермові тяги і наконечники. Кріпляться вони до висувним механізмам рульової рейки, з їх допомогою здійснюється поворот коліс;
• Шестерні і зубчаста планка. За допомогою шестерень і планки здійснюється передача зусилля від керма на рульові тяги, а також управління парою коліс;
• Картер. Його також називають корпусом, найчастіше виконаний з алюмінію, у ньому розташовуються основні деталі рейки;
• Система пружин. Необхідні вони для щільного прилягання рейки до шестірні, якщо пружини справні, люфт і вільний хід керма практично відсутня;
• Підшипники. Необхідні для легкості здійснення маневрів і поворотних рухів рейки;
• Обмежувачі. За допомогою обмежувачів визначається максимальне значення повороту (ходу рульової рейки) від правого до лівого краю.
  

Конструкція рульової рейки може відрізнятися в залежності від виробника.

Історія створення рульового підсилювача

Оскільки перші автомобілі їздили повільно і повертали по великому радіусу, вони не вимагали будь-якого підсилювача рульової тяги. У старих автомобілях використовувався саме рейковий механізм передачі обертання керма на колеса. З розвитком автомобілебудування зусилля, яке необхідно прикладати до керма, поступово зростало. Конструктори компенсували це збільшенням діаметра керма і зменшенням зубчастої передачі, але ці удосконалення не могли тривати нескінченно. Розроблялися нові механізми передачі, проте з часом стало зрозуміло, що рульова рейка – оптимальний варіант як за простотою і доступністю, так і зв сумісністю з гідропідсилювачем рульової тяги (ГУРом).

На сьогоднішній день практично кожна легкова іномарка оснащена рульовою рейкою з гідравлічним посиленням, що робить керування автомобілем комфортним і зручним. Проте, прогрес не зупиняється на досягнутому, розробляються електричні підсилювачі і вже на підході моделі з електронним управлінням.

Несправності кермової рейки

Виявити ознаки несправності кермової рейки легко. На що звернути увагу?

• нехарактерне постукування під час руху;
• сторонні шуми під час руху;
• складнощі з поворотом керма;
• люфт кермового колеса;
• протікання масла гідропідсилювача;
• сліди протікання на пильовиках;
• проблеми з повертанням керма у центральну позицію під час виходу з повороту;
• довільне обертання керма.

Профілактика несправностей

!Щоб уникнути дорогого ремонту, необхідно виконувати кілька простих правил!

Перед поїздкою після прогріву двигуна злегка покрутити кермо вліво-вправо: це дасть можливість прогріти і ГПК.

Не залишати автомобіль на стоянці з вивернутими колесами;

Не утримувати кермо в крайньому положенні повороту довше 5 секунд;

Знижувати швидкість на поганій дорозі, перед бордюрами і іншими перешкодами;

Контролювати рівень гідравлічної рідини в ГПК, своєчасно проводити її заміну;

Періодично оглядати пильовики на предмет пошкоджень і вчасно їх міняти;