Рейка рулевая что это: Признаки неисправности рулевой рейки — причины поломки рулевой рейки

Что такое рулевая рейка автомобиля, как выглядит, устройство



Автомобилист Неполадки и ремонт Оставить комментарий























Рулевая рейка — это узловой элемент рулевого механизма автомобиля, он же — редуктор усилителя руля. Без этого узла управление автотранспортным средством невозможно. В этом материале рассмотрим виды рулевых реек, их устройства, неисправности и ремонт автомобильных рулевых реек.

Содержание статьи:

  1. Виды и типы рулевых реек.
  2. Конструкции рулевых реек.
  3. Причины и признаки, и как определять неисправности рулевых реек.
  4. Особенности ремонта.

 

Виды и типы рулевых реек

По видам и типам автомобильные рулевые рейки классифицируются на:

  1. Механические.
  2. Гидравлические.
  3. Электрические.

На некоторых современные автомобили устанавливаются электрические рулевые рейки. Гидравлические и механические рейки — это классика, большинство машин в мире снабжены этими видами реек.

 

Конструкции рулевых реек

Так выглядит рулевая рейка Форд Фокус 3 в разборе

Принцип действия рулевой рейки не так уж и сложен. Источник силы является сам водитель, он крутит руль, вращение передается рулевой колонке, рулевая колонка через кардан передает вращение рулевой рейке. Рулевая рейка, в свою очередь, передает усилия на поворотные рычаги через тяги и наконечники. Рычаги соединены с колесами посредство цапф.

С механической точки зрения, рулевая рейка — это зубчатая передача (см. фото). На рейке есть специальные зубцы, которые входят в зацепление с шестеренкой, которая жестко установлена на рулевом валу. Водитель, вращая руль через колонку и шестерню двигает рейку влево или вправо, а рейка давит на шарниры и тяги и поворачивает колеса.

Чтобы водителю было легче вращать руль, современные новые автомобили идут с гидроусилителями (ГУР). В случае появления признаков плохой работы усилителя, требуется сделать ремонт насоса гидроусилителя руля своими руками или заменить на новый.

или электроусилителями (ЭУР) руля.

Так выглядит электроусилитель руля автомобиля ЛАДА КАЛИНА. Замену рулевой рейки на Калине и стоимость мы уже рассматривали.

 

Если усилитель руля гидравлического действия, то к нему устанавливается насос, механизм для образования усилия и распределитель. Насос ГУРа вращается ремнем газораспределительного механизма (ГРМ). Насос гидроусилителя всасывает гидромасло из бачка в золотниковый распределитель. Золотниковый распределитель следит за тем, с каким усилием вращают руль и помогает крутить баранку.

В конструкцию рулевой рейки входят следующие детали:

  1. Корпус.
  2. Рейка.
  3. Вал рулевой с червяком и подшипником.
  4. Втулка прижимная, которая выполняет функцию регулировки зазора червячной передачи.
  5. Гайка регулировочная.
  6. Втулка опорная левая.
  7. Втулка опорная правая.
  8. Кольцо стопорное. Это кольцо только для левой стороны.
  9. Гайка вала руля.
  10. Ползунок.
  11. Втулка ползунка.
  12. Чехол металлический защитный.
  13. Пыльник пластиковый.
  14. Кольцо стопорное гайки вала руля.
  15. Крестовина рулевого вала.

Так выглядит макет рулевого механизма в учебном центре.

На рулевом валу размещается торсион, который является основным элементом распределителя. Если никуда не вращать руль, то масло спокойно движется в расширительный бачок, потому что торсион при неподвижном состоянии руля раскручен и вводные каналы распределителя закрыты.

Если начать вращать руль, то, соответственно, торсион начинает закручиваться. При этом через золотник и каналы масло движется в исполнительный механизм из-за чего повышается давление за поршнем или до поршня исполнительного механизма. Созданное при этом давление облегчает поворот руля водителю.

 

Причины и признаки, и как определять неисправности рулевых реек

Нагрузки на этот ответственный узел конструкции автомобиля зависят от качества дорог. При эксплуатировании авто на плохих дорогах, рулевая рейка и весь рулевой механизм подвергается высоким нагрузкам.

Зная признаки и симптомы поломок рулевой рейки, можно вовремя поменять рулевую рейку:

  1. Если руль не крутится легко как раньше. Заметно стало тяжелее вращать рулевое колесо.
  2. Если «бьет» руль, то есть на кочках ощущается биение рулевой колонки.
  3. Если шум насоса ГУРа стал выше.
  4. Если появился люфт руля. При большом люфте трудно ездить, приходится постоянно вращать руль даже на ровной дороге, чтобы «ловить» колеса. Поэтому при превышенном разрешенный допустимый люфт руля, необходимо, как можно быстрее, устранить. Это может быть и из-за сильно изношенных автомобильных шин. Для правильного выбора резины на колеса, необходимо уметь расшифровывать индексы скорости и нагрузки шин.
  5. Если из устройства рулевой рейки выходит масло. При уменьшении масла, становится труднее крутить руль и, также, могут появиться посторонние шумы.

Так как рулевая рейка — это один из самых элементов устройства авто, отвечающий за управление, то при обнаружении таких признаков неполадок, дальнейшее эксплуатирование запрещается до устранения проблемы.

 

Особенности ремонта

Перед тем как приступать к ремонту рулевой рейки своими руками, надо проверить всю цепочку этого механизма, а это: рулевые тяги, шаровые, подшипники ступиц, цапфы. Такой подход к ремонту позволит устранить поломки, что называется, на корню.

К счастью для автомобильных умельцев, рулевая рейка — это ремонтнопригодное устройство, то есть его можно отремонтировать, а не менять полностью.

По отзывам водителей, чаще всего стуки в районе рулевой рейки появляются из-за износа направляющих втулок.

 Не поленитесь и посмотрите толковое видео о работе рулевой рейки и как продлить его срок службы.

Автор публикации


Устройство рулевой рейки и признаки неисправности

Рулевое управление почти у всех моделей современных легковых автомобилей представлено в виде рулевой рейки. Это механический узел, предназначенный для преобразования поворота руля в горизонтальное отклонение передних колес. Изначально устройство рулевой рейки не отличалось особой сложностью. В простейшем варианте это механизм, состоящий из шестерни, расположенной на рулевом валу, сопряженной с ней рейки и рулевых тяг.

Содержание

  1. Типы и варианты исполнения
  2. Механическая рулевая рейка
  3. Гидравлическая рулевая рейка
  4. Электрическая рулевая рейка
  5. Строение
  6. Признаки неисправности

Типы и варианты исполнения

В настоящее время существует три разновидности реечных механизмов. Отличие между ними заключается в принципе действия.

Механическая рулевая рейка

Наиболее простой вариант рулевого управления. Поворот колес осуществляется исключительно за счет физической силы водителя. В целях облегчения работы водителя и повышения удобства управления на многих автомобилях применяется рулевая рейка с переменным передаточным числом. Иными словами, шаг зубьев рейки меняется от середины к краям. Такое устройство при небольших углах поворота руля, что характерно для движения на больших скоростях, обеспечивает большое передаточное число, тяжелый и острый руль. Вместе с этим во время маневрирования на парковке, когда рулевое колесо приходится поворачивать «от края до края», делать это легко, благодаря меньшему передаточному числу. Первым отечественным автомобилем, где была применена такая конструкция, стал ВАЗ-2110.

Гидравлическая рулевая рейка

Отличается от механической тем, что механическое воздействие, которое оказывает водитель на руль, усиливается гидроусилителем. Это позволяет обеспечить одновременно остроту и легкость рулевого управления. Такое устройство чаще всего применяется на современных автомобилях.

ГУР также способствует повышению безопасности вождения, поскольку неровности дороги передаются на руль не так сильно, и в случае, если машина на высокой скорости попадет передним колесом в яму, удар многократно погасится гидроусилителем, и руль не вырвет из рук, как это произойдет на автомобиле с механической рейкой. Однако существует у этой медали и обратная сторона, ведь ухудшение обратной связи ведет к снижению «чувства автомобиля». Компенсировать этот недостаток автопроизводители стараются за счет изменения конструкции подвески, а также путем применения электромотора для привода ГУР (электро-гидроусилитель).

Электрическая рулевая рейка

По принципу действия аналогична гидравлической, только усиление производится электромотором, который либо встроен в рулевую колонку (самый дешевый и более опасный вариант), либо размещается на рулевом валу, либо интегрирован с рейкой (наиболее безопасный вариант, применяется на автомобилях высокого класса).

Вариант с размещением электромотора в рулевой колонке опасен тем, что в случае выхода его из строя автомобиль становится практически неуправляемым, поскольку повернуть руль невозможно. К сожалению, этим порой грешили автомобили Лада Приора первых лет выпуска – ЭУРы на них не отличались высокой надежностью.

Такое устройство имеет немало достоинств:

  • более высокий КПД по сравнению с гидроусилителем;
  • экономичность (электромотор включается только при повороте руля, тогда как масло в ГУР постоянно циркулирует, на что отнимается некоторая часть мощности мотора;
  • независимость от температуры окружающей среды;
  • отсутствие необходимости регулярно обслуживать устройство, т.к. не требуется менять и доливать рабочую жидкость;
  • более высокая надежность в целом, обусловленная отсутствием шлангов, прокладок и сальников, в которых могла бы появиться течь.

Строение

Конструкция механической рулевой рейки выглядит следующим образом. Внутри картера, имеющего в разрезе вид полого цилиндра, размещен защитный гофро-чехол. На подшипниках в картере установлено приводное зубчатое колесо, к которому пружиной прижимается рулевая рейка. Пружина требуется для устранения зазора в паре «шестерня-рейка». Ход рейки ограничивается с одной стороны ограничительным кольцом, а с другой – втулкой шарнира рулевой тяги. Данная схема рулевой рейки отличается предельной простотой и надежностью.

Признаки неисправности

Исправность рулевого управления  – это залог безопасного вождения автомобиля, поэтому необходимо следить за его состоянием. Это не значит, что перед каждой поездкой нужно проводить тщательную проверку, ведь поломка происходит не вдруг. Существуют признаки неисправности рулевой рейки, по которым можно судить о необходимости ремонта.

  1. Стук, проявляющийся при езде по мелким неровностям, уменьшающийся при повороте руля в крайние положения.
  2. Отсутствие усилий при вращении руля.
  3. Усилие на руле исчезает в центральном положении.
  4. Самопроизвольное вращение рулевого колеса.
  5. Руль не возвращается или плохо возвращается в центральное положение при выходе машины из поворота.
  6. Повышенная чувствительность автомобиля (его бросает в сторону при незначительном повороте руля, угол поворота колес не соответствует углу поворота рулевого колеса).
  7. Постоянное падение уровня жидкости в бачке гидроусилителя, а также ее появление в пыльниках рулевых тяг.

Все, что вам нужно знать

Реечная система рулевого управления состоит из шестерни (круглая шестерня) и рейки (линейная шестерня). Система работает путем преобразования вращательного движения в линейное движение. Большинство легковых автомобилей, небольших грузовиков и внедорожников оснащены реечной системой, а не рулевым управлением с рециркуляцией шариков, которое используется в более крупных грузовиках, больших внедорожниках и других тяжелых транспортных средствах.

Рейка и шестерня

При рулевом управлении с реечной передачей вращение шестерни вызывает линейное движение рейки, которая поворачивает колеса автомобиля влево или вправо. Реечные системы являются обычным компонентом на железных дорогах. Между рельсами поезда находятся стойки, которые взаимодействуют с шестернями, прикрепленными к локомотивам и вагонам поезда, чтобы помочь поездам двигаться вверх по крутым склонам.

Хотя реечная система может показаться сложной, согласно Advance Autoparts, это просто шестерня, прикрепленная к зубчатому стержню. Штанга крепится к набору стяжек. Генераторная рейка — это контур рейки, используемый в конструкции генерирующего инструмента, такого как червячная фреза или зубодолбежная фреза, для обозначения деталей и размеров зубьев. Простые линейные приводы часто состоят из некоторой комбинации зубчатой ​​рейки и шестерни. Вращение вала шестерни приводится в действие вручную или двигателем для создания линейного движения.

В то время как система рулевого управления с реечной передачей используется производителями автомобилей в США менее 50 лет, в других странах этой концепции уже почти сто лет. Hemmings Motor News сообщает, что в 1930-х годах BMW выпустила первую реечную коробку передач. Первым американским производителем автомобилей, использовавшим реечное рулевое управление в производстве, был Ford, который использовал его для Mustang II 1974 года и Pinto 1974 года. В то время как AMC приняла систему вскоре после этого для Pacer 1975 года, GM и Chrysler не производили автомобили с реечным рулевым управлением до 1919 года.80-е годы.

Хотя американским производителям потребовалось некоторое время, чтобы начать производить системы рулевого управления с реечной передачей, вскоре они поняли, что европейские и азиатские автомобильные компании знали на протяжении десятилетий. Реечное рулевое управление имеет более простую конструкцию по сравнению с системой рулевого управления с рециркуляцией шариков, существовавшей до нее. Эта более простая конструкция делает систему рулевого управления с реечной передачей более рентабельной.

Хеммингс также отмечает, что система рулевого управления с реечной передачей весит меньше, чем шаровой редуктор с рециркуляцией, что помогает сократить расход топлива. Системы с реечной передачей легче, поскольку для них не требуются промежуточные рычаги, рычаги соосной тяги, центральные тяги и втулки поперечной рулевой тяги, используемые в обычных системах рулевого управления. Размер и вес реечной системы делают ее более подходящей для переднеприводных автомобилей, поскольку производители могут устанавливать ее прямо рядом с поперечной трансмиссией. Производителям легче адаптировать реечные редукторы к конкретным колесным базам и пакетам обработки.

Зубчатая рейка: Применение

Хотя большинство потребителей знакомы с системами зубчатой ​​рейки для управления автомобилями и небольшими грузовиками, комбинации зубчатой ​​рейки и шестерни имеют несколько других применений. Реечные системы не только помогают поездам подниматься по крутым склонам, но и обеспечивают лучшее управление тормозами, особенно в условиях снега и льда. Stairlift.com утверждает, что реечные системы являются стандартными компонентами большинства лестничных подъемников. Реечный механизм часто работает с использованием гидравлической или электрической энергии.

В 1970-х годах Артур Эрнест Бишоп изобрел регулируемую решетку. В сочетании со стандартной шестерней его регулируемая рейка использовалась для улучшения управляемости автомобиля.

Как работает реечное рулевое управление?

Согласно статье Moog Parts, реечное рулевое управление работает за счет использования системы зубчатых передач для преобразования кругового движения рулевого колеса в линейное движение, необходимое для поворота колес. В металлической трубе находится редуктор. Трубка имеет отверстия на каждом конце, позволяющие прикрепить рейку к осевому стержню. Шестерня соединяется с рулевым валом, так что шестерня будет вращаться и перемещать рейку при повороте рулевого колеса. Осевые стержни соединяются с наконечником рулевой тяги, который крепится к шпинделю.

Реечный механизм выполняет две основные функции:

  • Преобразование вращательного движения рулевого колеса в линейное движение, необходимое для вращения колес автомобиля колеса

Передаточное отношение реечной передачи

Moog Parts определяет «передаточное число рулевого управления» как отношение того, насколько далеко поворачивается рулевое колесо, к тому, насколько поворачиваются колеса. Например, если поворот руля на 360 градусов заставляет колеса автомобиля повернуться на 20 градусов, то передаточное отношение рулевого управления этого автомобиля составляет 18:1 (360 разделить на 20). Более высокое передаточное отношение требует большего количества оборотов рулевого колеса для поворота колес. Желательно более низкое передаточное отношение рулевого управления, поскольку оно указывает на более отзывчивое рулевое управление.

Легкие спортивные автомобили, как правило, имеют более низкое передаточное отношение рулевого управления по сравнению с большими автомобилями и грузовиками. Благодаря гидроусилителю рулевого управления все потребительские автомобили имеют улучшенное передаточное отношение рулевого управления.

Силовая рейка и шестерня

Hemmings Motor News отмечает, что автомобили с гидроусилителем руля имеют немного другую конструкцию рейки и шестерни. По бокам силовой рамы две стальные трубы, которые выполняют функцию левого и правого поворота, а также служат напорной и обратной линиями. Цилиндр, содержащий поршень с двумя отверстиями для жидкости, соединяется с силовой стойкой. Жидкость под высоким давлением перемещает поршень, который приводит в движение рейку. В электрических системах используется электрический насос.

Распространенные проблемы с рулевым управлением с реечной передачей

Поскольку управлять автомобилем без рулевого управления невозможно, очень важно следить за любыми проблемами, чтобы устранить их как можно скорее. Общие проблемы с рулевым управлением, как сообщают Moog и Sunglass, включают:

  • Тугое рулевое колесо: Если кажется, что рулевое колесо поворачивается с трудом, это может указывать на проблему с рулевой рейкой или недостаточное давление в гидроусилителе. рулевая система. Эта проблема обычно решается путем добавления большего количества жидкости для гидроусилителя руля.
  • Утечка жидкости гидроусилителя рулевого управления: Если в вашем автомобиле протекает жидкость гидроусилителя рулевого управления, вам следует отремонтировать ее, прежде чем это приведет к перегреву коробки передач или поломке шестерен.
  • Скрежет: Скрежет обычно указывает на недостаточное количество смазки в редукторе рулевого управления. Коробка передач может нуждаться в замене.
  • Горящее масло: Жидкость гидроусилителя руля имеет запах, похожий на запах горящего масла. Если вы заметили этот запах во время вождения, остановитесь, как только это станет безопасным. Ваша коробка передач может перегреться и загореться.

Система рулевого управления с реечной передачей привела к более экономичному производству автомобилей, уменьшению расхода топлива и упрощению управления транспортным средством. Это, безусловно, революционное достижение в автомобильной промышленности.

Информация и исследования в этой статье проверены сертифицированным ASE мастером-техником Duane Sayaloune из YourMechanic.com . Для любых отзывов или запросов на исправление, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону [email protected] .

Источники:

The Stairlift.com

HEMMMINGS

CAR и Driver

MOOG

CAR и Driver

Sunglass.IO

Advance Autoparts

This ImportWembed. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Что такое реечное рулевое управление?

Реечное рулевое управление — невероятно популярная система в современных автомобилях, но как она на самом деле работает?

Напомнить позже

Когда вы поворачиваете руль в своем автомобиле, скорее всего, у него реечное рулевое управление. В последние годы это был самый популярный инженерный выбор, и вы, возможно, задавались вопросом, как это работает.

К счастью, основы понять совсем несложно: все дело в преобразовании вращательного движения в линейный выходной сигнал. Когда вы поворачиваете рулевое колесо, оно соединяется с рулевой колонкой, которая вращает присоединенный рулевой вал и червячную передачу, известную как шестерня. Эта шестерня находится на «стойке» — металлическом отрезке с прорезанными в нем зубьями. Таким образом, когда шестерня вращается, она зацепляется за зубья на рейке и перемещает ее влево или вправо, в зависимости от вашего рулевого управления.

Упрощенная схема реечного рулевого управления, показывающая стойку (2), реечную шестерню (3) и рулевую тягу (4) — изображение с Wikimedia Commons/LaurensvanLieshout

. головоломки. Это простая и эффективная конструкция, не имеющая недостатков рециркуляционных шаровых опор (как правило, они увеличивают вес автомобиля, требуют больше усилий и часто имеют «мертвую точку» посередине, создавая ощущение онемения при движении прямо вперед). ), которые в наши дни, как правило, зарезервированы для более крупных автомобилей.

Усилитель руля добавляет устройство к одной стороне рейки с поршнем с гидравлическим приводом внутри. Поворотный клапан направляет гидравлическую жидкость либо к правой, либо к левой стороне поршня — в зависимости от направления рулевого управления — что оказывает давление на поршень и снижает усилие, необходимое для перемещения рейки. Системы рулевого управления с электроусилителем, которые постепенно заменяют гидравлические системы, заменяют насос, клапан и поршневую установку двигателями.

Изображение через Bishop Steering

Передаточное число рулевого управления определяется расстоянием между зубьями рейки, хотя это соотношение можно изменить. На некоторых стойках зубья расположены ближе к середине и расходятся дальше друг от друга по обеим сторонам стойки. Это обеспечивает комфортную скорость поворота вокруг центральной точки, которая становится быстрее по мере того, как вы поворачиваете руль. Такие автомобили, как Volkswagen Golf GTI, используют это, чтобы чувствовать себя стабильнее и расслабленнее на более высоких скоростях, но более маневренными, если вы поворачиваете руль дальше.

Существуют более сложные механические системы с переменным передаточным числом, добавляющие отдельные устройства между рулевым валом и шестерней, а некоторые активные системы объединяют двигатели, позволяя постоянно изменять передаточное число. Мы расскажем об этом в другой раз.

Можно модернизировать рулевое управление с реечной передачей, если вам нужно что-то более прямое. OEM-рейки иногда взаимозаменяемы между разными моделями, хотя, поскольку системы ESP часто связаны с системами рулевого управления на новых автомобилях, замена не всегда будет простой. Между тем, багажники от таких компаний, как Quaife и Bilstein, популярны в сообществе автоспорта, где скорость стандартного рулевого управления часто не помогает.