Что такое рулевая рейка в машине?

Устройство и принцип работы рулевой рейки

Рулевая рейка – элемент рулевого управления, силовой узел, с помощью которого передние колеса автомобиля синхронно поворачиваются в ту сторону, в которую водитель поворачивает руль. Знать устройство рулевой рейки, а также принцип ее работы полезно каждому автовладельцу, так как от этого устройства зависит безопасность пассажиров и пешеходов.

  1. Принцип работы
  2. Устройство и основные составляющие
  3. Виды рулевых реек
  4. Преимущества и недостатки

Принцип работы

Рассмотрим принцип работы рулевой рейки. Когда водитель вращает рулевое колесо, усилие с него передается дальше на шестерню, которая заставляет перемещаться рейку. Она передвигается влево или вправо, а вместе с ней перемещаются тяги рулевого привода, которые поворачивают ступицы или поворотные кулаки. Соответственно, на самих ступицах закреплены колеса. В итоге, при повороте водителем руля происходит синхронный поворот передних колес машины.

Реечный рулевой механизм часто оснащается усилителем, который существенно уменьшает усилие при вращении водителем рулевого колеса.

Устройство и основные составляющие

Рассмотрим, как устроена рулевая рейка. Описываться будет реечное рулевое управление в целом. Итак, его основные составляющие:

  • рулевое колесо (или руль) – устройство для управления движением автомобилем в заданном направлении;
  • рулевой вал – металлический стержень, который имеет шлицы (пазы) для закрепления руля с одной стороны, а с другой – шлицы для крепления самого рулевого вала к рулевой колонке;
  • рулевая рейка – силовой узел, который состоит из зубчатой рейки и шестерни. Именно она приводит в движение рейку. Данный узел собран в корпус из легкого сплава и закреплен к кузову машины;
  • рулевые тяги – металлические стержни. Каждая тяга с одной стороны имеет резьбу, а с противоположной – шарнирное шаровое устройство, на котором также имеется резьба;
  • рулевой наконечник – деталь для вкручивания тяги. Имеет шаровый шарнир и внутреннюю резьбу.

Отметим, что иногда рулевой механизм имеет еще один компонент – демпфер рулевой рейки. Этот элемент устанавливается между тягами и корпусом рулевой рейки. Демпфер является амортизатором двустороннего действия. Основная задача демпфера – снизить вибрации на рулевом колесе. Демпфер рулевой рейки часто предустановлен на различных внедорожниках, так как именно этот тип машин чаще всего передвигается по плохим дорогам.

Виды рулевых реек

Существует три основных типа рулевых реек:

  • Механическая рулевая рейка. Является простейшим вариантом рулевого механизма. Здесь поворот передних колес осуществляется только за счет физических усилий водителя. Часто для облегчения его труда устанавливается рулевая рейка, имеющая переменное передаточное число. В ней шаг зубьев изменяется от центра к краям. Впервые в истории отечественного авто такая рейка была применена на автомобиле ВАЗ-2110.
  • Гидравлическая рулевая рейка. Главное отличие от механической – наличие гидроусилителя (сокращенно ГУР), который существенно облегчает вращение руля. При этом водитель не только меньше устает за рулем, но и получает большую безопасность во время езды. Рейка с гидроусилителем широко распространена на современных автомашинах.
  • Электрическая рулевая рейка. Здесь усиление рулевого колеса происходит с помощью электромотора. Отдельно стоит отметить размещение электромотора: он может встраиваться в рулевую колонку, располагаться на рулевом валу или быть объединенным с рейкой. Рейка с электроусилителем руля имеет самый высокий КПД, экономична и более надежна. Подробнее про электроусилитель руля можно почитать по ссылке.

Преимущества и недостатки

Сначала о плюсах реечного рулевого механизма:

  • простота и малые габариты конструкции;
  • небольшой вес;
  • не требуется частое обслуживание;
  • хорошая точность управления;
  • небольшая цена.

Теперь о минусах:

  • передает удары от неровностей на дорожном полотне на рулевое колесо;
  • частые неисправности в виде люфтов и стуков в рейке;
  • данное механическое устройство ограничено применением в большинстве случаев на лёгких автомашинах с независимой подвеской управляемых колёс.

Несмотря на свою надежность, срок эксплуатации данного силового узла зависит от качества сборки автомобиля, условий использования, стиля вождения, условий хранения. Если машина долго находится в сырости, механизм может попросту заржаветь. Экстремальная езда по кочкам и ямам и прочим неровностям также уменьшает срок эксплуатации механической рулевой рейки.

На легковых автомобилях реечный рулевой механизм остается самым распространенным. Этому способствует, прежде всего, простота конструкции, невысокая стоимость механизма, а также его небольшие габариты.

Рулевая рейка

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.

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

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.

  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.

Читайте также  Съемник рулевых наконечников своими руками

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.

Как понять, что рулевая рейка скоро сломается и от чего это происходит

Перед тем как разбираться с признаками неисправной рейки, напомним в двух словах для чего она нужна и как устроена.

Принцип работы рулевой рейки

Простыми словами — это устройство, соединяющее колеса с рулем. Водитель крутит руль и через рулевой вал усилие передается на шестерню, которая вращает зубчатый вал и двигает рулевые тяги, а они поворачивают колеса.

Виды рулевых реек

  1. «Механические» рулевые рейки первыми появились на машинах и еще встречаются в некоторых новых машинах эконом-сегмента. Тут колеса поворачивает сам водитель, с силой налегая на рулевое колесо. Зубчатая шестерня приводит в движение зубчатую рейку, двигая влево или вправо рулевые тяги.
  2. Рулевая рейка с гидроусилителем. Здесь на помощь водителю приходит гидравлический насос, работающий от двигателя. Он двигает рулевую рейку с помощью масла.
  3. Рейка с электроусилителем. Вместо масла тут работает электромотор, который может быть установлен на рулевом валу, на шестерне рулевого механизма или на зубчатой рейке.

Перечислим самые распространенные признаки неисправности рулевой рейки, укажем причины неполадок и способы ремонта.

В списке проблем:

  • стук в рулевой рейке, который может появляться на кочках и исчезать на ровной дороге или в повороте;
  • вибрации на руле во время движения машины;
  • неожиданно «тугой» руль при резком вращении;
  • посторонние звуки, доносящиеся со стороны рейки во время движения авто, особенно отчетливые при езде по плохой дороге;
  • самопроизвольный поворот руля;
  • чересчур легкое движение руля или его люфт;
  • полное отсутствие или слабый возврат руля в исходное положение;
  • несоответствие поворота руля углу поворота колес.

Основные причины неисправности рулевой рейки

  • Коррозия для всех рулевых механизмов страшнее других проблем. Чаще всего она возникает из-за негерметичных пыльников — резиновых кожухов, прикрывающих движущиеся части рейки. После ремонта их крепят пластиковыми хомутами, а не штатными металлическими затяжками, потому что так быстрее и герметичность теряется. Или они рвутся со временем, потому что любая резина в нашем климате быстро приходит в негодность. Железо под такими пыльниками начинает корродировать из-за грязи и конденсата. Зубья покрываются налетом и эти повреждения в запущенных случаях не убираются шлифовкой. Симптомы «ржавой» болезни: рулевое устройство начинает стучать, а руль люфтит. Иногда ржавчиной зарастает рулевой вал рейки. В гидравлической рейке от этого начинается течь, а электромеханика держится до последнего, а потом за секунду выходит из строя.
  • Частая проблема у рулевых реек с гидроусилителем — износ картера распределителя. Во время работы в масле появляются частички металла, которые разносятся жидкостью по всему узлу, изнашивая стенки картера.
  • Естественный износ зубьев — еще одна проблема в этом списке. Обычно их не восстанавливают. Еще зубья могут сломаться. Беда может случиться с шестерней, рейкой или со всеми сразу.
  • В гидронасосах обычно меняют сальники и разные резинки. Клапана и другие части агрегата редко чинят, потому что заменить все сразу обычно дешевле. Насосы часто выходят из строя из-за дрифта. Когда руль долго находится в крайнем положении, а двигатель ревет на максимальных оборотах, в узле создается повышенное давление. Расходный клапан не успевает сбросить масло и наступает перегрев рабочих поверхностей насоса.

Как предотвратить поломку рулевой рейки?

Тут совет будет универсальный: диагностика, техническое обслуживание, профилактика. Чем раньше заметите признаки проблемы, тем проще будет устранить причину. Запущенные случаи превращаются в дополнительные траты. Как только появилось что-то похожее из раздела про признаки — езжайте к специалистам и проверяйте рулевую рейку. Главное, чтобы мастера знали технические особенности вашей машины и у сервисного центра были хорошие отзывы. Совсем хорошо, если это официальный дилер вашей марки, мастера которого работают по стандартам, а не «как удобнее», и знают все технические особенности машины. Или если это сервис, специализирующийся на ремонте реек.

Факт. Раньше рулевые рейки считались обслуживаемыми. Их чинили, делая замену отдельных частей. Так продолжалось до середины нулевых, а потом все чаще этот узел стали называть необслуживаемым. Продажу оригинальных деталей производители прикрыли, а восстановление рулевых реек сделали вне закона, говоря, что это плохо влияет на безопасность управления. В этой ситуации есть пара нюансов. Во-первых, для большинства автомобилей рейки изготавливают сторонние производители, которые все также делают запчасти. Во-вторых, сам этот узел почти не меняется со временем, поэтому на некоторые свежие машины подходят детали из прошлого.

avtoexperts.ru

Это своеобразный механизм, способный передавать усилия с руля на тяги. Грубо говоря, приспособление, которое позволяет синхронно поворачиваться колесам в сторону заданную рулем. Работает механизм достаточно просто. Необходимо понимать взаимосвязь, поворотное устройство вращает вал, от него вращения передаются на шестерню, а с последней движения передаются на зубчатую рейку. Таким образом, в зависимости от поворота руля, она двигается влево или вправо, а вместе с ней меняется и поворот рулевых тяг, которые прикреплены к поворотным кулакам.

В последнее время именно рулевой рейке, приписывается первенство среди всех систем управления.

Читайте также  Жидкость для усилителя рулевого управления

Устройство

Как и любой механизм, данная деталь состоит из нескольких элементов. Итак:

• Цилиндр, он же картер. Деталь, в которой размещается сама зубчатая рейка. Как правило, в современных авто стали использовать легкие сплавы, такие как алюминий.

• Шестерня, часть вала «приходящего» с рулевой колонки.

• Зубчатая рейка, которая для надежного сцепления с шестерней, имеет пружину.

• Различные сальники и фиксаторы по краям, для ограничения хода.

• Не забываем о подшипниках, они предотвращают появление люфта и обеспечивают легкие «маневры» самой рейки по корпусу.

Имейте виду, что в зависимости от модификации автомобиля, устройство может дополняться некоторыми дополнительными элементами. К примеру, это могут быть гидравлические цилиндры, электромоторы со своим набором деталей.

Одним из доп. элементов, может выступать планетарный механизм. Он позволяет изменять передаточное соотношение, то есть во время движения, в зависимости от того какая скорость, «планетарка» регулирует передаточное число шестерни. Улучшается управляемость, особенно на высоких скоростях, когда резкие повороты руля, не желательны. Впервые стали применять производители БМВ.

Ныне существует три разновидности подобного управления. Об их отличиях, узнаете далее. Так вот, виды:

1. «Голая», то есть механическая рейка.

Самый простой представитель среди всего рулевого управления. Как понимаете из названия, повороты колес осуществимы только с учетом приложенной силы водителя. Но, не думайте, что в связи с отсутствием «помощников», крутить руль будет сложно. Есть модификации, где смогли внедрить сменное передаточное число. Об его особенностях говорили выше.

Принцип работы в том, что на рейки есть специальные зубья и в зависимости от того, каким образом они устроены и зависит, «тяжесть» и «легкость» поворота руля.

Например, автомобили ВАЗ «Зубила» среди отечественного сегмента, «первопроходцы», первыми применили разный шаг зубьев. То есть, от середины до краев, шаг менялся, тем самым при малых оборотах руля, к примеру, на скорости, руль становился тяжелым. А при маневрировании на ограниченных площадках, руль наоборот вращался легче, из-за меньшего передаточного числа.

2. Рулевая рейка с гидроусилителем

Основное отличие от предыдущего варианта только в том, что в дополнение к той физической силе, которую прилагает водитель, прилагается и «помощь» гидроусилителя. Обеспечивается легкость вращения руля.

К примеру, попробуйте покрутить руль механической рейки и «гидравлики» на месте, разница будет ощутима. В первом случае, «баранку» не повернуть пальцем, во втором случае, это удастся с легкостью.

Принято считать, что гидравлические помощники повышают безопасность движения, основывают такие мысли на том, что во время движения при попадании колеса в яму, именно гидроусилитель примет и «погасит» удар. В случае с «механикой», воздействие передаются на «руки» и не известно, как поведет себя водитель.

Но, это и негативная сторона, ведь значительно ухудшается чувствительность управления.

Принцип работы гидравлики достаточно прост. «Мозги» ГУРа распределяют нужное количество давления и усилия на торсион и золотник. Последние направляют и нагнетают рассчитанное «мозгами» давление. В итоге, когда руль поворачивает, через золотник мгновенно впрыскивается масло в ту зону, в которую идет поворот. После обездвиживания руля или его поворота в другую сторону, масло меняет «позицию».

3. Рейка с электроусилителем

Электрическая рейка, принцип работы аналогичен предшествующей разновидности, но вместо гидравлики, помощь оказывает электромотор. В зависимости от модификации автомобиля, его класса и стоимости, различают несколько вариантов размещения мотора. Итак:

• Встроенный непосредственно в колонку.

• Установлен на валу.

• Третий вариант подразумевает размещение на зубчатой рейке.

Третий вариант размещения по праву считается наиболее безопасным, ведь первые два подразумевают установку на валу. А в случае, выхода из строя, колеса попросту не удастся вывернуть.

Что касается ЭУР в целом, то автомобили с такими механизмами, как правило, дороже. Ведь, в отличие от второго вида, здесь нет никаких шлангов, сальников, которые предотвращали утечку жидкости. И поэтому с точки зрения надежности, они выигрывают.

Неисправности и признаки

В общем, можно выделить около пяти основных проблем, которые могут подстерегать устройство рулевой рейки.

1. Деформация картера, если повреждения окажутся серьезными, не удастся повернуть колеса.

2. Разгерметизация корпуса, то есть попадает пыль, грязь, влага и тому подобное. Как правило, после этого, рейка долго не «проживет».

3. Поломка зубьев рейки, шестеренок, «планетарки».

4. Износ деталей.

5. Потеря целостности смежных элементов рейки, например, трещина, нарушение геометрии, коррозия рулевых тяг, наконечников.

Признаки, свидетельствующие о том, что механизм в скором времени выйдет из строя или нуждается в ремонте:

• Появился стук даже на небольших кочках, который пропадает при «переносе» руля в крайнее положение.

• Пропало усилие при повороте руля.

• Произвольные вращения руля.

• Рулевое колесо перестало возвращаться в исходное положение, после поворота.

• Утечка жидкости из ГУРа, появление масляных пятен на пыльниках.

Рулевая рейка

    211 11 348k

Рулевая рейка, также именуется редуктор усилителя руля, представляет собой силовой узел рулевого механизма, предназначенный для передачи усилия с рулевой колонки на управляемые колеса.

Виды рулевых реек

Если посмотреть фото, рулевая рейка на различных автомобилях, то можно заметить, что данные детали конструктивно различаются между собой. На данный момент существует несколько распространенных видов рулевых реек, в частности:

  • механические;
  • гидравлические;
  • электрические.

Наиболее современными являются электрические рейки, тогда как чаще всего встречаются на данный момент классические гидравлические и механические системы.

Конструктивные особенности

Прилагаемое водителем усилие передается на рулевую колонку, которая через кардан соединена с рулевой рейкой. Далее через тяги и наконечники это усилие передается на поворотные рычаги, через цапфы соединенные с колесами.

Фактически рейка – это зубчатая передача. Шестерня жестко крепится к рулевому валу, а на самой рейке размещаются зубцы, к которым она и цепляется. Поворачивая руль, водитель через шестерню сдвигает рейку влево или вправо. А уже рейка, надавливая на шарниры и тяги, поворачивает колеса.

Сейчас на большинстве моделей автомобилей рулевые рейки оборудуются механизмами, несколько облегчающими вращение руля. Наиболее востребованным является гидроусилитель. К стандартной рейке в таком случае добавляется насос, устройство для создания усилия и распределитель. Насос работает от ремня ГРМ, вкачивает гидравлическую жидкость с расширительного бачка в золотниковый распределитель. Данное устройство отслеживает прилагаемое к рулю усилие и при его росте помогает проворачивать баранку.

Устройство рулевой рейки: 1. Корпус рейки; 2. Рейка; 3. Рулевой вал с червяком и подшипником; 4. Прижимная втулка (для регулировки зазора червячной передачи); 5. Регулировочная гайка; 6. Опорная втулка левой стороны рейки; 7. Опорная втулка правой стороны рейки; 8. Стопорное кольцо (только для левой стороны); 9. Гайка рулевого вала; 10. Ползун; 11. Втулка ползуна; 12. Защитный металлический чехол; 13. Пластиковый пыльник; 14. Стопорное кольцо гайки рулевого вала; 15. Крестовина рулевого вала.

Основой распределителя является торсион, размещенный на рулевом валу. Когда руль не движется, торсион раскручен, вводные каналы распределителя закрыты, благодаря чему масло свободно перетекает в расширительный бачок. При начале вращения руля торсион закручивается, в результате чего через золотник и каналы жидкость поступает в исполнительное устройство, увеличивая давление за поршнем исполнительного устройства, или еще до него, что создает усилие на жестко закрепленный на рейке поршень и позволяет облегчить поворачивание водителем руля.

Читайте также  Как разобрать рулевую колонку на газели?

Поиск неисправности рулевой рейки

Неисправности рулевой рейки довольно распространены, поскольку данный узел и вся рулевая система на отечественных дорогах подвергаются повышенным нагрузкам. Поломку рейки можно обнаружить самостоятельно, руководствуясь рядом признаков:

При появлении данных симптомов выхода рейки из строя, рекомендуется не затягивать с демонтажем рулевого редуктора для осмотра и устранение неисправности, дабы минимизировать расходы на ремонт.

Проявление таких признаков свидетельствует о том, что устройство рулевой рейки где-то нарушено и данному механизму требуется диагностика и дальнейший ремонт.

В большинстве случаев, направляющая втулка и является причиной стука в рулевой рейке.

Особенности ремонта

Еще до начала разборки рулевого механизма требуется провести тщательный осмотр рейки и всех сопряженных с ней узлов (шаровые, рулевые тяги, подшипники ступиц и прочее). Это поможет с самого начала локализировать проблему. Далее рулевой механизм полностью или частично демонтируется и поломка устраняется. Рейка является ремонтируемым агрегатом, поэтому при ее выходе из строя полная замена не всегда является обязательным решением.

Исправленная рулевая рейка своими руками – это тоже вполне вероятно за исключением ремонта электронных реек, нуждающихся в специальной настройке. Тем не менее, для достижения оптимального качества всегда лучше доверять данную работу специалистам и отдавать предпочтение замене реек вместо их ремонта, учитывая важность и высокую скорость износа этого узла.

  • Рулевой наконечник
  • Гидроусилитель руля

Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене

Еще больше полезных советов в удобном формате