Из чего состоит рулевая рейка – Как работает рулевая рейка – устройство и особенности — DRIVE2

Содержание

Устройство электрических рулевых реек. | АвтобурУм

01.03.2018, Просмотров: 2199

Я уже рассказывал о системах электроусилителя руля Fiat http://autoburum.com/blog/181-remont-elektricheskogo-usilitela-rula-v-avtomobilah-fiat. На Фиате применяется электроусилитель рулевого управления, расположенный непосредственно на рулевой стойке. Здесь есть преимущество: система находится под «защитой» салона, то есть вся электрика, электроника, редуктор, привод расположены в салоне. Из недостатков: требует много свободного места в области рулевой стойки; повышенная нагрузка на рулевой редуктор. В последнее время получили распространение электроусилители руля, на которых привод с редуктором расположены непосредственно на рулевой рейке.

Недостатки и преимущества электрических реек

Основные недостатки:

  • исполнительные механизмы расположены в подкапотном пространстве, где есть высокая вероятность попадания посторонних жидкостей и грязи;
  • усложнение и без того капризной конструкции реек;
  • электропроводка электроусилителя находится в крайне неприятных климатических условиях.

Преимущества такой конструкции:

  • освобождение свободного места в области рулевой колонки, что увеличивает безопасность водителя при ДТП;
  • вся кинематика усилителя рулевого управления сконцентрирована в одном месте – на рейке;
  • уменьшение общей массы рулевого управления;
  • возможность оперативного ремонта путем агрегатной замены.
Принцип работы

В среднем положении рулевого колеса датчики положения руля формируют нулевой сигнал на электронный блок управления электроусилителем. На приводы не поступает напряжение, рейка остается в нейтральном (нулевом) положении. При повороте руля в одном из направлений, датчики углового смещения формируют управляющий сигнал на блок управления, который вырабатывает управляющие токи на электропривод, который содействует перемещению колес в необходимом направлении. По окончании маневра блок управления возвращает механизм в исходное положение.

Конструктивно электрические рейки в настоящее время выполняются в следующих исполнениях:

  • рейки с параллельным приводом;
  • рейки с прямым приводом;
  • электрорейки с дополнительной шестеренкой.

В соответствии с конструкцией электродвигатель привода может быть установлен непосредственно на рейке:

или устанавливаться на рейке в виде дополнительного механизма.

Электроника усилителя рулевого управления довольно сложная. При обработке информации о требуемом усилие поворота колес она использует сигналы многочисленных датчиков, которые не обязательно являются сенсорами электроусилителя руля, например:

  • датчик скорости автомобиля;
  • сенсор частоты вращения коленвала;
  • датчики вращения колес.

Это необходимо, чтобы руль был более информативен. Одно дело, когда поворот колес происходит на скорости 5 км/час, другое – на скорости 100 км/час. На высокой скорости при отсутствии «обратной связи» рулевого управления даже незначительные угловые смещения колес могут привести к аварийной обстановке. Поэтому, неисправность системы электроусилителя руля, особенно, его электронной части чреваты серьезными последствиями.

Связь с датчиками других систем автомобиля, блоками управления организуется по CAN-шине. Неисправность CAN-шины является частой причиной отказа системы электроусилителя руля.

Производители территориально устанавливают блоки управления в разных местах. Например, азиаты предпочитают устанавливать блоки управления (электронику) подальше от электропривода рейки. В этом случае они руководствуются тем, что электроника в этом случае более защищена от загрязнения, пыли, воды, масел. Но есть и минусы:

  • непосредственно к электроприводу идет достаточно мощная электропроводка;
  • сигнальные провода датчиков могут быть повреждены, что приводит к однозначной потере неработоспособности.

Совсем наоборот поступают европейские производители, которые устанавливают блоки управления непосредственно на приводе, то есть на конструкции электрорейки. Думаю, что они полагаются на качество своих автодорог. С этой точки зрения я бы выбрал азиатский вариант. А вот с точки зрения ремонта, лучше европейская рейка, на которой все сконцентрировано в едином месте: снял рейку — и возись с ней.

Основные признаки и причины неисправности

Основными признаками неисправности электрических реек являются:

1. Заклинивание или приклинивание рейки. Такая неисправность обычно связана с повреждением пыльника. В таком случае в область зубьев попадает пыль, которая в смеси с влагой превращается в прекрасный абразив, который с каждой минутой движения (особенно в городском цикле) потихоньку «съедает» зубья. Через несколько тысяч километров пробега зубья стираются настолько, что результат виден без микроскопа. Выход из ситуации один: замена.

2. Увеличение требуемого усилия на руль. В системах с параллельным приводом частой причиной такой неисправности является износ ремня. Это может являться следствием попадания влаги в механизм либо установкой некачественного ремня после проведения регламентных работ. Опять же приговор: замена ремня.

3. Механический шум, гул при повороте руля
. Шуметь в области руля может, скорее всего, электропривод. В любом, случае, его необходимо демонтировать. Основная причина механического гула двигателя – износ подшипников. Если принято решение о демонтаже электропривода, то лучше сразу провести весть комплекс регламентных работ с ним.

4. Неправильный «отзыв» на поворот руля. То есть, движения рейки не соответствуют повороту руля. Здесь возможны два варианта: отказ датчиков (или электропроводки к ним) и неисправность электронного блока управления. В первую очередь, необходимо выполнить компьютерную диагностику. Если она ничего не покажет, то можно попробовать «подбросить» заведомо исправный блок управления.

Ремонт блока управления электроусилителя ремня дело хлопотное. Если слетела прошивка, то найти ее практически невозможно, разве что, у профессионалов своего дела.

Адаптация электрорейки

После ремонта или обслуживания электрической рейки ее необходимо вновь адаптировать, иначе руль и рейка будут работать с угловым смещением, да и сигнал об ошибке на приборной панели не удалится. Сделать это можно только при помощи диагностического оборудования, путем манипуляций с поворотом руля в крайние положения в соответствии с инструкциями, которые дает диагностический сканер.

Общие рекомендации
  • Регулярно проверяйте состояние пыльников рейки.
  • При появлении сообщения об ошибке электроусилителя немедленно приступайте к устранению неисправности.
  • По возможности, реже поворачивайте руль в крайние положения.
  • Не оставляйте на длительную стоянку автомобиль с вывернутыми колесами.

autoburum.com

Рулевая рейка

Реечный рулевой механизм широко используется на современных легковых переднеприводных автомобилях, а название его пошло от понятия «шестерня-рейка».

Окунемся в историю создания рулевой рейки

Многие ошибочно полагают, что реечный механизм самое современное изобретение в конструкции рулевого управления авто. Но на самом деле это далеко не так. Первые авто в конце 19-начале  20го века уже использовали такую конструкцию. Но потом так вышло, что автомобили стали оснащать червячным рулевым механизмом и другими мудреными конструкциями. Но после внедрения подвески типа «Макферсон» конструкторы опять начали устанавливать на автомобили именно рейку, так как она лучше сочеталась с подвеской данного типа.

Сочетание этих двух решений — реечного рулевого механизма и подвески «Макферсон» сделали автомобиль более простым и доступным по цене. Само сочетание получилось весьма удачным, и на данный момент автомобили с таким сочетанием весьма распространены на рынке. Что бы понять, как работает реечный рулевой механизм необходимо рассмотреть его конструкцию.

Устройство рулевой рейки

Рулевая рейка — это зубчатая передача, связанная с ведущими колесами при помощи рулевых тяг и наконечников. На рулевом валу крепится шестерня, которая зацепляется с зубцами, расположенными на рейке. При повороте рулевого колеса в ту или иную сторону, усилие передающиеся через рулевой вал на рейку двигает ее в заданную сторону, а далее усилие через рулевую тяги и наконечники передается на колесную пару, поворачивая колеса в нужную сторону.

Рейка с гидравлическим усилителем

Современные рулевые рейки оснащены механизмами, которые облегчают   поворот колес. Самым распространенным таким устройством является гидравлический усилитель руля (ГУР). Если кратко — он состоит из исполнительного механизма, распределителя и насоса.

 Насос приводится в действие при помощи клиновидного или ручейкового ремня от коленвала и всасывает специальную жидкость из резервуара. Далее жидкость под большим давлением подается в распределитель золотникового типа. Распределитель же отслеживает прилагаемое к рулевому колесу усилие, и если оно присутствует — помогает вращать рулевое колесо. В основе распределителя  находится торсион, он и является следящим за усилием устройством. Когда руль не выкручен ни в какую сторону, то и торсион  находится в центральном не закрученном положении, при котором каналы, осуществляющие дозированную подачу жидкости, также перекрыты, и жидкость возвращается обратно в резервуар. Как только рулевое колесо начинает поворот, торсион так же пропорционально начинает поворачиваться.

Далее в дело вступает золотник и система каналов, при помощи которых происходит подача жидкости в управляющее устройство. В зависимости от направления поворота рулевого колеса, торсион также закручивается в ту или иную сторону, и подача давления происходит либо перед поршнем, либо после поршня управляемого устройства соответственно. Ну а поршень, при помощи жесткого сцепления с рейкой толкает ее и колеса в необходимую водителю сторону. Система также оснащена предохранительным клапаном, который при повернутых до упора рулевого колеса колесах осуществляет сброс избыточного давления обратно в резервуар. Вот так рейка, оснащенная гидроусилителем, помогает водителю вращать руль и гасит удары от колес, которые должны были бы передаваться на рулевое колесо при прохождении дорожных неровностей.

Что касается недостатков системы ГУР, то это снижение информативности рулевого управления и небольшая потеря информативности. Но их скорее заметят опытные автогонщики-профессионалы  при прохождении поворотов на очень высокой скорости. Рядовые же автолюбители таких недостатков и не заметят, для них на первое место выходят комфорт и безопасное движение.

Более того, современные системы ГУР настраиваются практически под любые запросы, например, новые БМВ третей серии отличаются высокой информативностью руля и точностью управления.

Сама по себе рейка с гидравлическим усилителем отличается надежностью и простотой обслуживания, которое заключается лишь в регламентной замене жидкости и ремня. Также автолюбителям необходимо не забывать контролировать уровень вышеуказанной жидкости в бачке ГУР.

В качестве наиболее часто встречающихся неисправностей стоит выделить потерю герметичности сальников рулевой рейки. Через эти прохудившиеся уплотнения и начинает вытекать жидкость ГУР. Основной причиной выхода сальников из строя является проникновение грязи через разорванные пыльники рулевых тяг, что и приводит к механическому износу и коррозии рейки.

Электрогидравлический усилитель руля (ЭГУР)

Такое рулевое управление еще называют «гибридным». Вся система практически повторяет описанную выше конструкцию (ГУР) за исключением лишь того, что насос вращает не ремень от коленвала, а вынесенный отдельно электродвигатель.

Впервые экспериментировал с установкой ЭГУР на легковые автомобили Генри Форд в 1965 году. А первым серийным автомобилем, оснащенным такой системой, стал Toyota MR2. Двигатель в нем был расположен в весьма нетрадиционном месте — за водительским сидением, и вместо патрубков ГУР (которые бы получились очень длинными) от двигателя было решено тянуть к колесам провода для электромотора.

Уже потом такую систему стали использовать на своих авто и другие производители. Система предусматривает изменение интенсивности усилия рулевого управления в зависимости от скорости машины. Смысл в том, что чем быстрее движется автомобиль, тем меньше давление, создаваемое электрическим насосом, а значит, руль становится более точным и отзывчивым и наоборот.

Полностью электрический усилитель руля (ЭУР)

Такой усилитель руля набирает все больше и больше популярности в наши дни. Причем применяется он на автомобилях любого класса. У различных производителей авто конструкция ЭУР различается, но общий смысл следующий: рулевая рейка дооснащается электродвигателем и специальной системой управления, которая осуществляет управление таким двигателем. Наиболее часто электромотор расположен на рулевом валу, однако в тяжелых авто он размещен прямо на рулевой рейке. Гидравлическая часть полностью отсутствует. На торсионе, отслеживающем повороты руля, установлен электродатчик, который передает нужный сигнал управляющему блоку, а блок уже подает ток необходимой силы на электрический двигатель. Также блок считывает ряд показаний от различных датчиков (угол поворота колес, скорость, ускорение и прочие) и на их основании корректирует величину усилия.

В заключение статьи стоит сказать несколько слов «за» и «против» рулевого механизма реечного типа.

Плюсы

1. Механизм простой и компактный;

2. Не нуждается в частом обслуживании и имеет малое количество шарнирных элементов и тяг;

3. Обладает небольшим весом;

4. Достаточно точное управление, которое обеспечивается малыми люфтами и достаточной жесткостью;

5. Руль отлично возвращается сам в центральное положение;

6. Низкая стоимость.

Минусы

1. На руль все равно передаются удары от неровного дорожного покрытия;

2. Возникновение стуков в рулевой рейке из-за конструктивной особенности;

3. Необходимо подтягивать и осуществлять мелкий ремонт при относительно небольших пробегах;

4. Может использоваться только лишь легкими автомобилями, имеющими независимую подвеску управляемых колес.

К недостаткам электрического усилителя можно также добавить вероятность возникновения сбоев в программном обеспечении блока управления, после которых руль может дернуть в одну из сторон. Но, к чести автопроизводителей, такие недостатки были выявлены только на отечественных ВАЗах.

Видео покажет устройство, принцип работы и эксплуатации рулевой рейки:

Как диагностировать и найти неисправность рулевой рейки:

Ремонт рулевой рейки своими руками на автомобилях ВАЗ:

Как подтянуть рулевую рейку своими руками на примере Лада Приора:

Регулировка рулевого механизма своими руками:

autoportal.pro

Назначение и устройство рулевой рейки

Для обеспечения движения автомобиля по заданному водителем направлению служит система рулевого управления. Она состоит из привода и механизма, который иначе называют рулевой рейкой. Слаженная работа этого устройства и его привода обеспечивает не только точность и комфорт управления транспортным средством, но и его безопасность.

Основные функции рулевой рейки

Основная функция механизма управления заключается в повороте задних или передних колес, в зависимости от устройства привода автомобиля. Что делает рулевая рейка при этом? При поворачивании руля через специальный привод, направление движения передается на механизм, который, в свою очередь передает это усилие колесам, поворачивая их на нужный угол. Это дает возможность автомобилю не только ехать прямо, но и совершать различные маневры.

Примитивные управляющие механизмы работают исключительно с помощью применения мускульной силы водителя. Более совершенные конструкции реек оснащены дополнительными механизмами-усилителями ГУР (гидроусилитель руля) или ЭУР (электроусилитель руля). Это дополнительные приводы, которые помогаю не тратить особых усилий водителю и смягчать толчки, принимаемые колесами автомобиля от дорожного покрытия. В остальном управление всех автомобилей устроено по одному и тому же принципу.

Как устроен механизм управления авто?

Рулевая рейка – наиболее долговечный механизм из всех узлов автомобиля. И только потому, что все гениальное – просто! В зависимости от производителя они могут отличаться, но основных деталей этого механизма всего три:

  • Зубчатая планка;
  • «Червяк», или золотниковый механизм;
  • Опорная втулка.

Также в эту конструкцию входит сам корпус, в котором расположены вышеуказанные детали, подшипники, подтяжная гайка, система пружин с поршнем, защитные кожухи (пыльники).

Устройства, оборудованные гидроприводом, могут включать в свою конструкцию сальники, промежуточную диафрагму и перепускные клапана с трубками, подходящими к насосу.

Насколько элементарно устройство рулевой рейки, настолько просты и его действия:

  • Водитель совершает поворот рулевого колеса;
  • Руль поворачивает вал, который приводит в движение «червяк»;
  • «Червяк» передает по зубчатой планке крутящий момент и обеспечивает направление автомобиля в сторону поворота руля.

Эта простая конструкция и ее действие призваны обеспечивать не только маневренность автомобиля, но и безопасность его движения. Даже самые незначительные неисправности управляющего устройства в любой момент могут привести к потере контроля над автомобилем.

Принципы ремонта

Ремонт такого важного узла предполагает не только наличие специального оборудования, но и вмешательство мастеров со специфической квалификацией, знаниями и навыками. Даже у самых опытных специалистов работы по восстановлению работоспособности механизма могут занять от нескольких часов до нескольких дней. Мастера компании «Вольтаж – Ремонт реек», имеют 10-ти летний опыт работы автомобилями азиатского, европейского и американского производства.

В любом возможном случае мы предлагаем восстановление рулевой рейки на современном оборудовании с использованием качественных материалов. Сколько стоит такой ремонт в нашей компании, можно узнать, сделав заявку на нашем сайте. Стоимость таких работ будет существенно ниже, чем цена на новую рейку. Если же понадобится полная замена, то на нашем складе в Москве в наличии полный ассортимент рулевых механизмов и комплектующих от лидирующих производителей автозапчастей.

Заявка на ремонт

remont-reek.org

Что такое рулевая рейка автомобиля, как выглядит, устройство

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.

autostuk.ru

Развиваемся в мести 😀 часть 18 » Название рулевого механизма рулевая рейка » — DRIVE2

Название рулевого механизма «рулевая рейка» произошло от названия механизма «шестерня — рейка». Механизм этого типа чаще всего применяется при конструировании современных переднеприводных автомобилей.

История внедрения рулевой рейки

Существует ошибочное мнение, что рулевая рейка – это самая современная конструкция рулевого управления, однако это не совсем так. На многих первых автомобилях конца 19 века использовалась именно такая конструкция, в начале 20 века “шестерня-река” использовалась, например, на некоторых моделях BMW. Исторически так сложилось, что в 20 веке обычная рулевая рейка на легковом транспорте уступила место червячным механизмам и другим более сложным конструкциям. Но, как известно всё новое – хорошо забытое старое, в конце 20го века конструкторы вновь вернулись к использованию рулевой рейки, так как эта конструкция лучше всего подходила для переднеприводных автомобилей с подвеской Макферсона. На самом деле эти три конструкторских решения достаточно тесно связаны исторически и призваны решить одну общую задачу — сделать автомобиль проще и доступней. Такое конструкторское решение оказалось достаточно удачным, и управление колёсами на основе реечной передачи на сегодняшний день получило самое широкое распространение в легковых автомобилях. Какую роль в этой задаче играет рулевая рейка, как она устроена и как работает становится понятно после ознакомления с её конструкцией.

Устройство рулевой рейки

Рейка связана с управляемыми колёсам с помощью рулевых тяг и наконечников и представляет из себя 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 соответствующую вращению сторону. В свою очередь рейка через шарниры и тяги поворачивает управляемые колёса.

В настоящее время большинство рулевых реек имеет механизмы, облегчающие вращение рулевого колеса, особенно в те моменты, когда автомобиль стоит на месте. Одним и самых распространенных устройств является гидроусилитель. К обычной рейке добавляется исполнительный механизм с распределителем и насос. Насос, приводимый ремнем от коленчатого вала, засасывает из расширительного бачка ГУРа гидравлическую жидкость и подает её под высоким давлением в 50-100 атм в золотниковый распределитель. Принцип действия распределителя заключается в отслеживании прилагаемого усилия к рулю и при его появлении — помогать водителю вращать руль. Основа распределителя — следящее устройство – торсион, в рулевом валу. Когда руль находится в покое, торсион не закручен, дозирующие каналы распределителя закрыты, а масло без всякого усилия уходит обратно в расширительный бачок. Когда водитель начинает вращать руль, торсион закручивается тем сильнее, чем больше усилие к вращению руля прилагает водитель. В свою очередь закрученный торсион с помощью золотника и системы каналов направляет жидкость в исполнительное устройство. В зависимости от того, в какую сторону закручен торсион, давление подается или за поршень исполнительного устройства, или до него. Поршень жестко закреплен на рейке и с помощью этого давления масла помогает вращать колеса в нужную сторону. Также в системе предусмотрен предохранительный клапан. Если колёса повернуты до упора, он открывается и сбрасывает лишнее давление обратно в бачок.

Таким образом достигается существенное облегчение вращения руля и ослабляется передача ударов от колёс на баранку.

К недостаткам принято относить потерю отзывчивости и информативности рулевого управления, нехватку реактивного усилия на руле, которое опытным водителям и профессиональным гонщикам помогает чувствовать машину и проходить повороты на максимально возможной скорости. Но на самом деле систему можно настроить практически под любые требования, просто абсолютному большинству потребителей гораздо важнее комфорт и безопасность. Эти слова подтверждают некоторые модели BMW 3й серии, где настройка рулевого управления способна удовлетворить даже высокие требования гонщиков и не дать повода журналистам в очередной раз упрекнуть конструкторов в низкой информативности рулевого управления.

Система гидроусилителя в целом достаточно надёжная, обслуживание обычно сводится лишь к регламентной замене приводного ремня и контролю уровня рабочей гидравлической жидкости в бачке (обычно Dexron, ATF). Несмотря на высокую надёжность, уплотнители (сальники) рулевой рейки нередко теряют герметичность, и через них начинается утечка рабочей жидкости ГУР. Зачастую причиной служит загрязнение и коррозия рейки из-за разрыва пыльников и износа сальников.

Рулевая рейка с электрогидравлическим усилителем руля (ЭГУР)

Электрогидравлические системы рулевого управления с усилителем, иногда называемые «гибридными» системами, используют такую же гидравлическую технологию как и в стандартной системе ГУР. Различие в том, что насос, создающий давление жидкости, приводится в движение не ремнем от двигателя автомобиля, а отдельным электродвигателем.

Первые эксперименты по созданию похожих систем проводила корпорация Форд в 1965 году. Первый серийный автомобиль с ЭГУР – Toyota MR2. В нём из-за нетрадиционного расположения мотора (за спиной водителя), конструкторы заменили очень длинные шланги ГУР обычными проводами, которые должны были проходить почти через всю машину.

Позже ЭГУР использовали на некоторых своих моделях большинство автопроизводителей, с его помощью легко обеспечить зависимость интенсивности от скорости движения автомобиля. Чем больше скорость, тем меньшее давление создает электронасос, тем самым повышается отзывчивость рулевого управления и достигается экономичность.

Рулевая рейка с электроусилителем (ЭУР)

Электроусилитель руля в настоящее время набирает популярность среди автомобилей практически любого класса. Устройство электрического усилителя зависит от его модели и производителя, но основной принцип состоит в дооснащении обычного механизма рулевой рейки электрическим двигателем и особой системой управления этим двигателем. Чаще всего двигатель располагают на рулевом валу, но на тяжелых автомобилях двигатель может быть расположен и на самой рейке. Никакой гидравлики нет. На скручивающемся торсионе следящего устройства (тот же принцип работы, что и на на рейке с ГУР) стоит электронный датчик, и по его сигналу блок управления подает ток нужной величины на электромотор. Величина усилия корректируется блоком управления на основании показания различных датчиков (датчик скорости, ускорения, угла поворота колёс и т.д.)

Достоинства и недостатки рулевой рейки

Преимущества реечного рулевого механизма.

Простота и компактность конструкции,
Механизм с небольшим количеством тяг и шарниров не требует частого обслуживания,
Небольшой вес,
Хорошая точность управления за счет высокой жесткости и малых люфтов,
Хороший самовозврат руля в нейтральное положение,
Небольшая стоимость,

Недостатки реечного рулевого механизма.

Конструкция хорошо передает удары от дорожных неровностей на руль,
Конструктивная склонность к проявлению стуков в рейке,
Часто требует подтяжки или ремонта на относительно небольших пробегах,
Конструкция механически ограничена применением в основном

www.drive2.ru

Рулевая рейка — возможные неисправности и меры профилактики

Выход из строя рулевой рейки – кошмарный сон любого автовладельца. Ведь устранение этого дефекта стребует серьезного приложения рук и средств, а также необходимость оставаться какое-то время без своего «железного коня». Следовательно, чтобы минимизировать последствия, нужно уметь распознать признаки надвигающегося ремонта и обладать хотя бы общим представлением о возможных поломках рейки. Кроме того, необходимо выяснить, насколько же целесообразен ремонт рулевой рейки своими руками, а также раскрыть аспект профилактических мер.

Признаки неисправности рулевой рейки

Содержание статьи

Рулевой рейкой называется силовой узел в конструкции рулевого механизма, предназначенный для передачи усилия с руля на колеса (управляемые). Именно через рулевую рейку и осуществляется процесс управления автомобилем посредством поворота направляющих колес.

Рейки подразделяются на 3 категории:

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

Рулевая рейка в разрезе

Неисправности  могут быть разными. Впрочем, для их обнаружения не требуется обладать особыми знаниями – достаточно просто периодически инспектировать данный узел. Кроме того, следует знать причины, по которым могут возникнуть подобные дефекты.

1. Люфт на рулевом колесе

Люфт на рулевом колесе и возникновение звуков – если это проявляется при заглушенном силовом агрегате в процессе активного поворачивания рулевого колеса. В подобной ситуации проблема может заключаться в ослабленном упоре золотника , а также в недостаточных показателях упругости торсиона.

Люфт – причины подобного дефекта разнообразны. Он может проявиться в результате чрезмерного износа сайлент-блоков, фиксирующих рейку, изменение угла прилегания винта и зубьев из-за искривления картера либо вала, повреждения (механического характера) или ход (вертикальный) винтового подшипника. Для определения причин требуется диагностирование состояния втулки (сухаря) рулевой рейки, шарниров тяг, а еще центрального зуба.

2. Тяжесть и стук при повороте руля

Схема-рулевой-рейки

Тяжесть при повороте руля обычно это проявляется в случае закисания карданчика.

Стук – наиболее распространенный признак. Причем источники такого стука в рейке различны. Как правило, звук возникает в следующих случаях:

  1.  ход вала в подшипнике по вертикали;
  2.  выработка ресурса шарниров и картера;
  3.  предельный ресурс подшипников винта, втулки либо центрального зуба;
  4. кривизна картера либо вала, что приводит к неверному углу прилегания винта и зубьев;
  5.  выработка ресурса сайлент-блоков;
  6.  ослабление фиксации рейки;
  7.  нарушения люфта.
3. Тяжелый ход и течь

Устройство рулевой рейки

Тяжелый ход баранки в крайних позициях – это, наряду с недостаточным возвратом и скрипом, наблюдается в случае перетянутой втулки, а также искривления картера либо вала.

Течь – она возникает в случае коррозии на валу либо износе сальника. Кроме того, подтекание имеет место при разгерметизации трубок (отводящей либо нагнетательной) цилиндра.

Основные дефекты рулевой рейки

  • Выработка ресурса втулки и ее картера;
  • Течь сальника на валу;
  • Чрезмерный износ картера на распределителе;
  • Выработка ресурса центрального зуба.
1. Выработка ресурса втулки и ее картера
Видео: Что делать, если застучала рулевая рейка?

Сама втулка необходима для надежного зажима зубьев и вала, а также крепления самого вала. Втулка посажена на специальную пружину, которая обеспечивает необходимую силу прижима, а также контроль за положением зубьев. Подобный дефект считается достаточно частым, особенно в тех рейках, где втулка изготовлена из пластика.

В результате – налицо износ втулки и стенок цилиндра, что приводит к вертикальному перемещению рейки и, как следствие, возникновению стука и люфту. Для определения подобной неисправности достаточно выехать на неровную дорогу и в движении покачивать рулевое колесо в стороны, а потом повторить это на стоящем авто. Кроме того, износ втулки будет проявляться в передаче на руль ударов во время езды по плохой дороге.

В данном случае необходимо ремонтировать рейку – простая подтяжка втулки ничего не даст.

2. Течь сальника на валу

Указанный сальник расположен на валу рейки. Особенностью такого дефекта становится позднее обнаружение течи, потому как на сальник не оказывается давления. Признаками подтекания сальника являются – гул при вращении рулевого колеса, а также понижение уровня жидкости, залитой в бачок гидравлического усилителя. В данном случае требуется срочно проинспектировать рейку, так как подтекать может не только сальник. Течь в состоянии возникнуть также из-за дефектных хомутов, насоса, патрубков, шлангов и т. д. Вероятность течи сальника во многом определяется и материалом, из которого тот изготовлен – во время сильных морозов некоторые из них растрескиваются.

3. Чрезмерный износ картера на распределителе

Данный дефект начинает проявляться постепенно – в незначительных закусываниях руля на холодном авто. Кроме того, руль становится все более тугим, а его возвращение в нулевую зону будет неполным.

Причина в конструкции колец, которые вращаются с валом картера. Со временем они образуют небольшие бороздки на поверхности распределителя картера и начинают пропускать масло. Это и приводит к потере давления и тяжести в баранке.

Возникновение борозд обусловлено добавлением во фторопласт, из которого изготовлены кольца, частичек металла, что трутся о вал. Примечательно, что для большинства японских моделей подобные проблемы не характерны, так как под кольцами установлены прокладки из резины.

Видео: Ремонт рулевой рейки ВАЗ. Сделай Сам!
4. Выработка ресурса центрального зуба вала

Одной из основных проблем является износ зубчатого механизма, основной задачей которого является процесс преобразования движения вращательного типа в поступательный. Причем практически для всех машин характерен износ среднего звена, так как движение в городе (в основной массе) характеризуется ездой по прямой с небольшими подруливаниями.

Для определения проблемы необходимо самостоятельно проинспектировать механизм, покачав рулем в стороны из средней позиции. При наличии стуков следует отправиться на СТО и осуществить комплексную диагностику. В случае износа центральных зубьев, придется заменить весь вал, причем использовать рекомендуется только оригинальные компоненты.

Реален ли ремонт рулевой рейки своими руками?

При поломке рулевой рейки рекомендуется не рисковать, и сразу отправляться на специализированное СТО. Своими силами можно лишь провести диагностику, тогда как ремонт рейки обычным водителем, при отсутствии должных знаний, опыта и инструментария, малореален.

Профилактические меры

С их помощью можно значительно продлить жизненный срок рейки:

  • аккуратный проезд неровностей и «лежачих полицейских»;
  • слежение за состоянием компонентов рулевой рейки, особенно ее пыльников и сальников;
  •  прогрев масла в рейке зимой перед движением плавными и короткими поворотами;
  •  не стоит удерживать баранку более 5 сек. в крайнем положении, так как это заметно увеличивает нагрузку на редуктор и уплотнения.

Подобные меры позволят заметно продлить срок эксплуатации рулевой рейки, а также избежать дорогостоящего ремонта или ее замены.

avtomotoprof.ru

Рулевые рейки: особенности конструкций, причины поломок и нюансы ремонта

Рулевая рейка — один из самых старых и распространенных рулевых механизмов. Залог успеха — в простоте и надежности системы. И тем не менее поломки реек совсем не редкость, так как все узлы подвержены старению и износу. Насколько быстро они наступают, что может сломаться, так ли сложно чиниться? Попробуем разобраться во всех вопросах. 

Конструкция реечного рулевого механизма, наверное, одна из самых простых. Что может быть проще обычной пары «червяк — зубчатая рейка» в рулевой трапеции? Тем более с распространением независимых подвесок передних колес такая схема быстро проложила себе дорогу к популярности.

Помимо простоты механизма найдется еще немало причин успеха. Например, очень низкое трение в конструкции, делающее управление без усилителя легче, а с усилителем — точнее. Удалось реализовать систему изменяемого передаточного отношения, что улучшило управляемость. Да и усилитель встраивается в эту конструкцию просто и логично, одновременно работая демпфером рулевого управления.

Этого мало? Плюсов может быть еще больше. В рейке нет никаких высокоточных элементов, практически отсутствует необходимость в смазке при удачном выборе рабочих пар. Добавим к этому небольшие размеры и удобство компоновки рулевого управления с рейкой, богатые возможности по созданию травмобезопасных элементов рулевой колонки и, наконец, дешевизну конструкции и минимальные риски «прикусываний» по вине механики. В общем, светлое будущее этой конструкции было предопределено.

Компоненты / Статьи

Но, несмотря на простоту конструкции, количество возможных поломок оказалось достаточно велико. Основная масса проблем связана с появлением зазоров в механизме, а значит, стуков, люфтов и ударов в рулевом управлении. Реже возникают «прикусывания» из-за разрушения зубчатых пар или повреждений сальников и втулок. У реек с гидроусилителем характерной проблемой являются утечки рабочей жидкости. Реже встречаются неисправности золотникового распределительного механизма. И многие неисправности реек связаны с попаданием внутрь грязи — через поврежденные пыльники или гидравлическую линию.

Почти все поломки чинятся. Однако есть и те, что не позволяют полностью избавиться от проблем в эксплуатации, особенно в случае реек со встроенным электроусилителем.

Самая распространенная проблема связана со стуком рейки. Обычно это говорит о том, что зазор в соединении червячной пары увеличился или же вышли из строя боковые втулки штока рейки. Иногда причиной является нарушение креплений самой рейки. К тому же биение часто служит причиной протечек сальников штока при наличии ГУР.

Проверка причины достаточно проста: если крепление рейки в порядке, то можно замерить биение рейки во втулках при приложении усилия – достаточно снять пыльник рейки (в большинстве случаев проблема наблюдается визуально). Если же биение неощутимо, нужно проверять зазор рабочей пары. Эту операцию тоже можно проделать, не разбирая механизм. Нужно лишь попробовать повернуть вал рейки вокруг оси (в случае если он круглый, треугольные валы так проверить невозможно). Если вал немного поворачивается, значит, изменен зазор в рабочей паре из-за нарушения геометрии поверхностей или работы механизма прижима. У большинства конструкций есть сухарь, регулирующий усилие прижатия или зазор в червячной паре за счет натяжения пружины.

Причины изменения зазоров в механике могут быть различными. Во-первых, это естественный износ втулок, рабочей пары, упора и картера. Механизмы достаточно прочные, но несколько сотен тысяч километров и повышенные нагрузки могут повредить все. Ударные нагрузки тоже часто служат причиной появления проблем. Например, при попадании в ямы или при ДТП. И также очень распространенной причиной является банальная коррозия из-за попадания влаги в рулевую рейку.

Боковые втулки при появлении биения просто меняют. Если нет видимых следов износа на штоке рейки, то это очень эффективная мера. Зачастую такой ремонт даже не требует снятия рейки с автомобиля, достаточно лишь выкрутить рулевую тягу и снять пыльник. Если есть видимые царапины или коррозия, шток ремонтируется с перешлифовкой в ремонтный размер. Одновременно меняются на ремонтные втулки и сальники. Сами втулки не обязательно являются жесткими. Зачастую втулка — это упругая конструкция, в которой нет зазора, но она позволяет немного менять высоту для нормальной работы червячной пары.

Конструкции с жесткой алюминиевой или латунной втулкой, характерные для японских и корейских машин, именно из-за материала изготовления имеют более высокую вероятность появления стуков в рулевом управлении

Если после замены втулок штока сохраняется люфт и зазор в рабочей паре, стоит проверить износ прижимного сухаря и его шахты в картере рейки. Подтягивание рейки возможно в небольших пределах, но при большом износе рабочей пары это уже не поможет, а рейка станет туго ходить во втулках.

При износе самого сухаря и его шахты он меняется на ремонтный, а шахта шлифуется. В любом случае, если подтяжка не помогла, рейку необходимо проверить на предмет износа рабочей пары. Иногда зубцы в центральной части штока слишком изношены и он требует замены. В противном случае достаточно поменять вал рейки на ремонтный, перешлифовать шток рейки или использовать ремонтные втулки вала. Но подобные работы достаточно дороги, и в этом случае чаще всего рекомендуют заменить рейку на новую или восстановленную в заводских условиях.

Компоненты / Статьи

У реек со встроенным ГУРом есть еще целый класс неисправностей, связанных с течами сальников и утечками в гидравлике. Утечки через сальники штока рейки возникают при износе самих сальников и штока. Причины обычно в коррозии штока, загрязнении масла, перегреве жидкости ГУРа, скачках давления сверх номинала и общем старении материала сальников. Любые биения штока ухудшают условия работы сальников и повышают вероятность утечек. Частой причиной являются и коррозийные повреждения поверхности штока.

Ремонт такой же, как при износе втулок штока. Шток шлифуется в ремонтный размер, одновременно меняются втулки и сальники.

Течь сальника вала также встречается очень часто. Он в первую очередь стареет при повышенной температуре жидкости усилителя. Она греется насосом, и в этой зоне худшие условия охлаждения. Иногда встречается и коррозия самого вала. Обычно в результате образуется «медленная» течь, в отличие от «быстрых» течей, характерных для протечек сальников штока.

Неисправности золотникового механизма в большинстве случаев связаны с износом картера тефлоновыми кольцами уплотнений, в результате чего возникает переток рабочей жидкости. Это приводит к нарушениям в работе гидравлики — обычно усилитель перестает работать полностью или частично. Ремонт заключается или в замене картера, или в установке ремонтной гильзы с последующей расточкой.

Редкая неисправность — нарушение жесткости торсионного вала. Со временем он ослабевает, и помощь ГУР становится более навязчивой, ухудшается реактивное действие на руле.

Система Servotronic от ZF отличается еще установкой на золотниковом механизме дополнительного клапана, регулирующего давления на рейке. Подвести может электроника или сам клапан. В остальном ломаться там нечему.

Износ картера рабочего цилиндра рейки в большинстве случаев приводит к ее замене. Дело в том, что разделительный поршень штока рейки в процессе эксплуатации машины изнашивает в основном «околонулевую» зону. Со временем это приводит к образованию «ступеньки» усилия между движением по прямой и усилием в повороте. Помощь ГУР в «нулевом» положении сходит на нет, возникает ощущение «закусывания» при повороте руля. На начальной стадии иногда помогает замена сальника штока, но в большинстве случаев потребуется гильзовка корпуса рейки, что выполняется очень редко. Чаще всего требуется замена корпуса целиком или рейки в сборе.

На фоне остальных конструкций сильно выделяется рейка ZF, применяемая в системе BMW Active Steering. Сама она в этом случае имеет вполне традиционную конструкцию и набор неисправностей. Но рабочий вал рейки устроен сложнее: привод на рейку — дифференциальный. Момент на него передается с рулевого вала и с электромотора привода. По сигналам датчиков мотор «помогает» или «мешает» вращать вал, там самым увеличивая или уменьшая результирующее передаточное отношение рулевого управления.

При неисправности электромотора, чтобы обеспечить работу рулевого управления, его привод полностью блокируется дополнительным аварийным фиксатором. Таким образом обеспечивается безопасность конструкции при электрических проблемах. Помимо введения дополнительных датчиков и электромотора, которые склонны к отказам, в системе интенсивно изнашиваются шестерни цилиндрического дифференциала и червячная передача с электромотора на ее корпус. Со временем люфты в малоразмерной передаче увеличиваются, тем самым ухудшая «чувство руля» у подобного механизма. Блок дифференциала заменяется в сборе при наличии люфтов, а остальные компоненты ремонтируются аналогично классическим конструкциям.

 

Электроусилители рулевого управления бывают двух видов. Одни располагаются на рулевой колонке и передают усилие непосредственно через рабочую пару рейки. Вторые имеют прямой привод, а на рулевом валу или рейке расположен только торсион и датчики положения руля.

Первый вариант исполнения ЭУР к самим рейкам отношения не имеет, разве что стоит отметить, что нагрузка на рабочую пару рейки в таком механизме очень высокая и ресурс самой рейки заметно сокращается. А вот проблемы ЭУР с непосредственным приводом можно рассмотреть подробнее.

Первое место среди неисправностей держат поломки датчиков момента сопротивления. Например, на очень распространенных конструкциях ЭУР, применяемых VW, причиной поломки является поломка гибкого шлейфа датчика. Ремонт заключается в обрезании поломанной части и припаивании к контактам датчика.

Различные неисправности с мотором, его подшипниками или электропроводкой, а также силовым модулем случаются, но пока очень редки. В основном отмечаются отдельные модели, например EPS у Honda.

Также особенностью конструкций ZF/Bosch/MSG первого–третьего поколений является наличие второй зубчатой передачи в рейке. У электромотора своя зубчатая передача, оптимизированная для передачи большего момента. Таким образом, у рейки есть второй сухарь и вторая червячная пара, что немного осложняет диагностику при появлении люфтов и предъявляет более высокие требования к качеству выполнения работ.

Более новые конструкции оснащаются приводом с винтовой передачей на рециркулирующих шариках, с прямым или ременным приводом от электромотора. Такой механизм менее склонен к накоплению люфтов и появлению стуков, но зато очень чувствителен к загрязнениям и утере смазки штока. Так что за состоянием пыльников нужно следить намного тщательнее. При загрязнении штока, повреждении подшипников передачи механизм начинает подвывать при работе, а в запущенных случаях его может даже заклинить. Ремонт резьбы штока после появления каверн выполняется редко, обычно в этом случае шток подлежит замене.

Жесткий привод на винтовую передачу склонен к появлению стуков, а также отличается высокой нагрузкой на электромотор. Желая несколько смягчить работу узла, на некоторых конструкциях применяют привод эластичным зубчатым ремнем. Он заметно снижает нагрузки на узел, повышая его ресурс. Но, в свою очередь, может потребовать замены уже после 3–5 лет эксплуатации, в зависимости от условий и нагрузки.

dvizhok.su

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о