Где находится рулевая рейка

Рулевые рейки: неисправности и восстановление

Есть ли альтернатива дорогостоящей замене узла из-за его течи или стуков? Разбираемся в основных неисправностях и оригинальных приемах ремонта рулевых механизмов.

Еще не так давно автопроизводители допускали ремонт механизмов, продавали оригинальные запчасти и разрабатывали технологии восстановления. Однако позже лавочку прикрыли, мотивируя это угрозой безопасности. Хотя в конструкцию и технологии изготовления рулевых реек никаких принципиальных изменений не внесли. Благо, альтернатива дорогостоящей замене узла из-за его течи или стуков всё еще есть. При квалифицированном подходе рейки успешно ремонтируют без какой-либо угрозы безопасности.

ПАЛКИ В КОЛЕСА

Примерно в 2005 году почти все автопроизводители резко изменили свою политику — рулевые рейки были объявлены неремонтопригодными. Продажу оригинальных запчастей и доступ к информации о технологии восстановления узлов прикрыли. Однако это не поставило крест на индустрии ремонта.

Для большинства автомобилей рулевые механизмы делают крупные сторонние производители, например ZF. Поэтому остались доступными оригинальные запчасти и техническая информация. Кроме того, никто не отменял унификацию. Зачастую на свежие модели одного автопроизводителя подходят запчасти от других машин начала 2000‑х годов. Кроме того, есть производители, специализирующиеся на тех же сальниках и втулках. По их каталогам нетрудно подобрать запчасть необходимого типа и размера — номинального или ремонтного. Так что пока можно починить практически любую рейку.

Скрытая угроза

Настоящий бич всех рулевых реечных механизмов — коррозия. Причиной ее становится в основном неквалифицированное обслуживание. Часто при замене рулевых тяг сервисмены фиксируют их пыльники универсальными пластиковыми хомутами — это гораздо проще, чем мучиться с установкой штатных, металлических. Но пластиковый хомут, как его ни затягивай, не обеспечивает полной герметичности пыльника, которая имеет решающее значение для здоровья механизма.

При работе рейки пыльники рулевых тяг поочередно сжимаются и разжимаются, благодаря чему возникает движение воздуха внутри узла. Без такой вентиляции каждый пыльник чрезмерно деформируется, а это чревато их повреждением. Для циркуляции воздуха большинство производителей делают проточки различных типов на зубчатой рейке. Если установлены пластиковые хомуты, один из пыльников подсасывает теплый воздух из подкапотного пространства, а другой выпускает его обратно. При прохождении через рулевой механизм воздух активно остывает (ведь узел стоит на подрамнике близко к земле) — образуется конденсат. Достаточно полугода, чтобы рейка начала ржаветь.

Коррозия рулевого вала дает знать о себе раньше на рулевых механизмах с гидроусилителем. Из-за работы по шероховатой поверхности начинают быстро изнашиваться и течь сальники. На рулевых рейках с электромеханическим усилителем распознать начало болезни сложнее. Когда дело дойдет до ощутимых неисправностей — стуков и люфтов, коррозия уже успеет нанести зубчатой рейке непоправимый вред. В запущенных случаях она поражает зубья, которые не подлежат ремонту. Зубья имеют сложный профиль и высокую поверхностную закалку, и правильно восстановить их после любой механической обработки практически невозможно.

С коррозией остальных поверхностей рейки борются тремя методами: шлифовкой, стачиванием под ремонтный диаметр и завтуливанием. Шлифовку делают, когда ржавчина поверхностная и суммарное уменьшение диаметра рейки не превышает 0,1 мм. При этом используют запчасти (сальники и опорную втулку) номинального размера. С таким увеличением зазора течей и стуков не будет.

При более глубокой коррозии допустимо безболезненно стачивать зубчатую рейку не более чем на 0,5 мм. Такова рекомендация большинства производителей. Эти детали обычно закалены на глубину около 1,5 мм. Ведь они должны надежно работать под давлением масла до 150 бар. При столь значительном уменьшении диаметра используют запчасти ремонтного размера. Сальники подбирают по каталогам, а втулки иногда приходится изготавливать.

А вот любопытная технология для искоренения более суровой ржавчины. Зубчатую рейку протачивают и, используя специальный компаунд, напрессовывают трубу из нержавейки — этот материал обладает достаточной прочностью. Затем рейку вновь протачивают и полируют под номинальный диаметр. Технология сложна и имеет много подводных камней.

Бывает, из-за конструктивных особенностей корродирует входной рулевой вал рейки. Обычно вал расположен под углом около 45º, и в месте, где он проходит через моторный щит, образуется подобие чашки. На многих машинах в нее постоянно попадает вода с улицы, из-за чего вал начинает ржаветь. Коррозия доходит до сальника, вызывая его преждевременный износ. Гидравлические рейки возвестят об этом течью, а электромеханические опять-таки молчат до последнего. Лечение аналогичное: вал протачивают и под новый диаметр подбирают ремонтный сальник. Глубина обработки не имеет принципиального значения, ведь для изготовления этой детали не применяют металл с особыми механическими свойствами. Впрочем, редко когда снимают больше 1 мм.

Рулевая рейка: что это такое и как работает (для чайников)

Практически во всех транспортных средствах рулевое управление представлено в качестве рулевой рейки. Рулевая рейка – это некий механизм, который передает усилие с рулевого колеса на управляющие, поворотные тяги колес. Простыми словами, это устройство, которое поворачивает передние колеса относительно поворота руля. Таким образом осуществляется полный контроль над автомобилем.

Принцип действия и типы рулевых реек

Рулевая рейка превращает поворот руля в горизонтальное движение передних колес. Это реализовано благодаря червячной передачи от шестерни рулевой колонки на зубчатую часть рейки.

При повороте рулевого колеса, шестерня передвигает зубчатую рейку в одну и другу сторону, а рейка в этот момент вращает прикрепленные к ней рулевые тяги. На данный момент есть только три варианта реечного механизма. Они выполняют одну и ту же цель, но отличаются по принципу действия:

1. Механический тип. Самый распространенный и наиболее простой вариант рулевого управления. Колеса поворачиваются только благодаря физическому воздействию автомобилиста на рулевое колесо.
2. Гидравлический тип рейки. От предыдущего варианта отличается только тем, что вместе к физическому воздействию на рулевое колесо, дополнительно подключается гидроусилитель, что повышает давление.
3. Электрический тип рейки. По сути, не отличается от предыдущего типа по своему принципу действия, но в этом случае усиление механического воздействия дополняется не за счет гидравлики, а благодаря электрическому мотору. Он может быть встроен в рулевую колонку, на рулевом валу или интегрирован с рейкой.

Возможные признаки поломки

Исправность рулевой рейки очень важна. От этого зависит не только безопасность водителя и его пассажиров, но и всех участников дорожного движения в целом. Именно поэтому очень важно следить за ее состоянием.

В идеале, перед каждым выездом необходимо проводить тщательную проверку, ведь поломка рулевой рейки не может произойти внезапно, этому обязательно будут предшествовать определенные признаки, которые будут говорить о необходимо проведения технической диагностики и последующего ремонта:

1. Наличие жидкости из бачка гидроусилителя на пыльниках рулевых тяг. Причиной может быть банальный износ сальника рулевой рейки.
2. Странные постукивания во время преодоления мелких неровностей дорожного покрытия, которые ослабевают во время поворота рулевого колеса в крайние положения.
3. Уровень жидкости в бачке гидроусилителя постоянно уменьшается.
4. Пропало усилие при повороте рулевого колеса.
5. Автомобиль начинает бросать из стороны в сторону при малейшем повороте рулевого колеса. Угол поворота колес не соответствует положению руля.
6. В центральном положении рулевого колеса, усилие исчезает.
7. Рулевое колесо перестает возвращаться в исходное (центральное) положение или делает это плохо после выхода из поворота.
8. Руль начинает вращаться сам по себе.

Несмотря на то, что рулевая рейка относительно надежная и долговечная деталь, необходимо элементарно соблюдать правила эксплуатации и профилактики неисправностей. Зачастую причина неисправности заключается в износе сальников и уплотнителей. Но в некоторых случаях из строя может выйти и сама рейка.

Важно помнить, что от нормальной работы этого элемента зависит не только комфорт, но и безопасность всех участников дорожного движения, поэтому рулевая рейка должна работать идеально.

Где находится рулевая рейка

– Стандартная рулевая рейка без усилителя: широко использовалась в 70-80 годы 20 века на большинстве транспортных средств того времени. Особенностью таких механизмов являлось то, что все усилие поворота руля полностью перекладывалось на водителя и никаких дополнительных помощников не существовало.

– Рулевая рейка с гидроусилителем: представляет из себя стандартную рейку, к которой дополнительно добавляется специальный насос с замкнутым контуром, где качается техническая жидкость и сальники, они же уплотнители. Гидроусилитель способствует облегчению поворота руля. Теперь водителю уже не нужно делать большие усилия при маневрировании на автомобиле. Особенно сильно помогает данная система в управлении большими и тяжелыми машинами;

– Рулевая рейка с электроусилителем: является новым поколением систем помощников, которая функционирует по типу сухого усилителя, то есть без использования технической жидкости. Принцип действия достаточно сильно отличается от гидросистем. Благодаря тому, что рядом с валом располагается специальный электрический двигатель с шестерней, который питается от бортовой сети машины, руль водителем поворачивается очень мягко и легко, то есть без дополнительных усилий. Как правило, рейка с электроусилителем оснащается электронным блоком управления, который и отдает указания на механизм в плане помощи водителю в случае отклонения колес от первоначальной прямой траектории.

Преимущества обычной рулевой рейки:

– Очень прочная и простая конструкция;

– Высокая ремонтопригодность механизма, можно перебрать самостоятельно;

– Низкая покупная стоимость нового механизма.

Недостатки обычной рулевой рейки:

– Тяжело крутить рулевое колесо автомобиля, особенно на низкой скорости или на стоянке;

– Сложно маневрировать и управлять машиной;

– Не устанавливается на крупные и тяжелые машины;

– Моральное устаревание механизма.

3. РУЛЕВАЯ РЕЙКА С ГИДРОУСИЛИТЕЛЕМ. ОСОБЕННОСТИ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

– Обеспечивается простая и легкая управляемость автомобилем;

– Руль становится легким, независимо от скорости движения;

– Система идеально подходит для тяжелых и крупных, особенно грузовых машин.

Недостатки рулевой рейки с гидроусилителем:

– Гидроусилитель при помощи ременной передачи частично забирает мощность у мотора;

– Дорогостоящий и сложный ремонт системы;

– Более сложная конструкция, чем у обычной рейки;

– Со временем может возникать течь жидкости и управление становится тяжелым;

– Самостоятельно починить механизм не представляется возможным;

– Наличие технической жидкости в системе, которую время от времени нужно менять, то есть более сложное обслуживание.

Таким образом, механизм гидроусилителя значительно облегчил управление автомобилем, особенно это касается грузовиков и микроавтобусов. Кроме того, с течением времени систему неоднократно модернизировали и сегодня ее можно считать относительно прочной и надежной. Типовая рулевая рейка с гидроусилителем способна отходить до серьезного ремонта при правильной эксплуатации не менее 150-170 тысяч километров пробега. Справочно заметим, что в процессе эксплуатации автомобиля, необходимо на систематической основе тщательно проверять состояние пыльников. Если на пыльниках механизма имеются трещины, надрывы или следы масла, то необходимо срочно произвести диагностику узла на СТО.

4. РУЛЕВАЯ РЕЙКА С ЭЛЕКТРОУСИЛИТЕЛЕМ. ОСОБЕННОСТИ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

– Мощность у силовой установки система почти не отбирает;

– Компактные габариты механизма;

– Узел прост в ремонте, так как представляет из себя обычный типовой электродвигатель;

– Отсутствуют течи в системе, так как нет никакой жидкости;

– Может функционировать в нескольких режимах (обычный и спорт режимы);

– Значительно облегчает управление транспортным средством;

– Оптимально функционирует с современными системами безопасности.

– В системе имеется сложная электроника, которая зачастую является слабым звеном автомобиля оснащенного таким механизмом. Сам же электродвигатель, как мы сказали ранее является достаточно надежным, а вот сопутствующая электроника нет.

– Присутствует повышенная нагрузка на генератор, поэтому в большинстве современных автомобилях оснащенных электроусилителями используют генераторы повышенной мощности;

– Электроусилитель очень боится повышенной влажности, поэтому нужно постоянно проверять состояние чехлов и корпуса механизма.

Видео: “Что такое рулевая рейка? Особенности, принцип работы, виды, плюсы и минусы”

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.

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.