Рейка рулевая: неисправность рулевой рейки, проверка и ремонт реек

Типы, схемы и устройства рулевых реек

Основные детали рулевого управления:

1. Руль. При помощи этого устройства водитель задает угол поворота автомобиля.
2. Вал руля. Он представляет собой стержень, который с одной стороны крепится к рулю, а с другой – к рулевой рейке.
3. Непосредственно рулевая рейка. Она представляет собой своего рода узел, к которому крепится шестерня. С ее помощью передается движение руля.
4. Рулевые тяги – стержневидные детали, имеющие резьбу. Они крепятся к рулевым наконечникам и являются одним из последних звеньев, передающих поворот на колеса.
5. Ну и, собственно, сами наконечники.

В зависимости от того, каким образом поставлен принцип реализации работы рулевой рейки, различают три основных вида такого механизма. Основное их различие в устройстве и принципе действия. У современных автомобилей встречаются следующие виды.

Механическая

По сути механическая рулевая рейка представляет собой простейший механизм, все вариации в котором происходят только благодаря физической силе водителя. Однако ошибочно думать, что при такой реализации водителю будет необходимо прикладывать слишком много физической силы – эту проблему можно решить благодаря переменному передаточному числу. Его особенность в том, что количество зубьев варьируется при переходе от центра к краям. Эта особенность помогает избавиться от слишком больших поворотов на скорости, в то же время физически облегчает поворот руля при медленном движении, или когда автомобиль стоит.

Гидравлическая (ГУР)

Отличие рулевой рейки с гидроусилителем (ГУР) от предыдущей заключается в том, что ГУР облегчает поворот руля. Достигается это следующим образом: в самом гидроусилителе есть масло. Оно, под давлением насоса ГУР, увеличивает усилие во время поворота и облегчает водителю сам физический процесс.

Основное преимущество такого вида механизма не только в том, что водитель меньше устает физически, но и в повышенной безопасности движения. Последняя достигается тем, что ГУР возьмет на себя нагрузку при попадании колеса в яму и руль среагирует на это более плавно. С другой же стороны, ГУР снижает чувствительность автомобиля водителем, что может привести к непредвиденным маневрам. Тем не менее, именно такой вид механизма чаще всего используется в современных автомобилях.

Электрическая (ЭУР)

Устройство электрической рулевой рейки отличается от ГУРа тем, что усилителем в данной системе является электромотор. Он может быть встроенным в колонку руля, располагаться на рулевом валу либо быть совмещенным с самой рейкой. Первый вариант наиболее опасен, так как может привести к полной блокировке руля. Поэтому на дорогих автомобилях используется третий вариант размещения электрического усилителя.

Данный тип обладает рядом преимуществ, таких как:

• высокий коэффициент полезного действия;
• экономия топлива;
• высокая надежность и безопасность при движении;
• проста обслуживании;
• независимость работы механизма от погодных условий и окружающей среды.

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.

Без частичной разборки всего механизма устранять неполадки, связанные с рулевыми рейками, практически никогда не удается из-за специфики расположения и подсоединения данного узла.

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

Как проверить, залить и прокачать систему гидроусилителя руля Газель

Проверка уровня и доливка жидкости в бачок гидроусилителя руля

Бачок находится с левой стороны моторного отсека, рядом с бачком омывателя.

Проверяем уровень рабочей жидкости в бачке насоса усилителя рулевого управления.

Он должен быть между рисками «MAX» и «MIN», нанесенными на корпус бачка.

Если уровень значительно ниже, долейте жидкость.

2. Для этого отворачиваем пробку бачка.

3. Доливаем рабочую жидкость до требуемого уровня

4. Заворачиваем пробку

Замена жидкости гидроусилителя руля

В системе гидроусилителя жидкость нужно заменять при загрязнении ее, и после 6 лет эксплуатации автомобиля.

1. Удерживаем гайку от проворачивания, и отворачиваем нагнетательный шланг, идущий к механизму рулевого управления.

2. Сливаем жидкость из системы гидроусилителя. Не пуская двигатель, проворачиваем рулевое колесо в обе стороны от упора до упора до момента прекращения вытекания жидкости из шланга.

Снова подсоединяем шланг к насосу и затягиваем штуцер моментом 44 – 62 Нм (4,4 – 6,2 кгсм).

3. Заполняем систему, свежей рабочей жидкостью.

4. Запускаем двигатель. При этом жидкость будет уходить в систему.

Доливаем жидкость при работающем двигателе до тех пор, пока ее уровень не станет постоянным.

5. Прокачайте систему гидроусилителя.

Прокачка системы гидроусилителя рулевого управления

Прокачиваем систему гидроусилителя рулевого управления при попадании воздуха в систему, при проведении ремонтных работ, связанных с разгерметизацией системы.

При наличии воздуха в системе появляется подклинивание рулевого управления, при попытке резкого поворота.

Так же насос гидроусилителя издает повышенный шум в момент поворота рулевого колеса, а жидкость в бачке вспенивается.

Чтобы прокачать систему:

1. Заливаем рабочую жидкость в систему гидроусилителя

2. Затормозите ручником, установите упоры под задние колеса автомобиля.

Поднимаем переднюю часть автомобиля.

3. Устанавливаем рулевое колесо в положение по прямой и запускаем двигатель.

4. Поворачиваем рулевое колесо в правую сторону до упора. В бачке должны появиться пузырьки воздуха.

5. Поворачиваем рулевое колесо в левую сторону до упора.

Если в гидросистеме остался воздух, в бачке должны появиться пузырьки воздуха.

6. Проверяем и при необходимости доливаем жидкость до отметки максимум.

7. Так и прокачиваем до тех пор, пока рабочая жидкость не будет поступать в бачок без пузырьков воздуха.

8. Устанавливаем автомобиль на колеса и проверяем работу системы.

Виды рулевых реек

Существует три вида рулевых реек, а именно:

1. Механическая – это наиболее простой вариант, который не оснащен дополнительными функциями. Поворот происходит только благодаря усилиям самого водителя. Если установить рейку с переменным передаточным числом, то можно облегчить труд водителя. Данная модель практически не используется, но осталась еще на некоторых старых отечественных машинах.
2. Гидравлическая считается наиболее популярной. Ее стоимость демократичная, а также необходимо прикладывать минимум усилий для поворота руля. Наличие гидроусилителя снижает физические затраты водителя во время поездки и повышает уровень безопасности на дороге. Дело в том, что при возникновении аварийной ситуации нужно действовать быстр. Когда руль легко крутится, колеса быстрее повернутся в нужную сторону. Это позволит избежать ДТП или снизить негативные последствия.
3. Электрическая считается наиболее современной. В работе используется электромотор. Он расположен в рулевой колонке, на рулевом валу или входит в комплектацию самой рейки. Способ интеграции этого усилителя зависит от самого производителя. Электрический усилитель применяют в наиболее современных машинах, что обеспечивает максимальную безопасность на дороге.

Это все существующие модели. Современные рулевые рейки стоят недорого, обладают небольшим весом и не требуют частого технического обслуживания. Точность управления довольно высокая. Поэтому водители могут заменить рулевую рейку в случае необходимости на более совершенную. Только нужно убедиться сначала, что конкретно взятый автомобиль поддерживает ее.

рулевое колесо для автомобиля

Основные составные части. Принцип работы ЭУР

Сначала рассмотрим принцип работы электроусилителя, поскольку у всех существующих видов он идентичен. Также в конструкции используются одни и те же составные части, но компоновка их может быть разной.

Итак, состоит электроусилитель из:

• Исполнительного механизма;
• Блока управления;
• Следящих датчиков.

Эти составные части присутствуют в любых типах ЭУР. Также некоторые виды дополнительно могут использовать информацию и из других датчиков – скорости движения и оборотов коленчатого вала.

Исполнительный механизм

Исполнительный механизм создает усилие, тем самым обеспечивая облегчение управления авто. Состоит он из электродвигателя и силовой передачи. Что касается мотора, то в конструкции ЭУР применяется асинхронный либо синхронный эл. двигатель бесконтактного типа, что обеспечивает высокую надежность узлу.

В ЭУР используется несколько типов силовых передач (в зависимости от типа) – червячные, шестеренчатые или же шарико-винтовые. Нередко силовые передачи исполнительного механизма называют сервоприводом.

Блок управления

Блок управления «заведует» работой исполнительного механизма. Именно он подает электрический ток (строго определенных параметров) на электродвигатель, обеспечивая включение его в работу. Подавая импульсы на исполнительный механизм, блок управления ориентируется на показания датчиков, используемых в конструкции ЭУР.

Датчики

Этих датчиков – несколько, каждый собирает определенную информацию и передает ее на блок управления. Основным среди них является датчик крутящего момента (его ещё называют датчик усилия), определяющего, какое усилие на руль приложил водитель. Также в конструкции используется датчик угла поворота руля. Опционально ЭУР также может использовать информацию о скорости движения авто и оборотах силовой установки.

Датчик крутящего момента на рулевом колесе

Измерение усилия на руле осуществляется благодаря торсиону, устанавливаемому в вал рулевой колонки. Вал в свою очередь состоит из двух: входного и выходного, соединёнными между собой торсионом. При прикладывании усилия он скручивается (чем больше сил приложить, тем сильнее угол скручивания) и валы смещаются относительно друг друга.

Этот угол и «улавливает» датчик, после чего передает полученную информацию на блок управления. На основе этих данных блок вычисляет какой импульс необходимо подать на исполнительный механизм. От этого датчика напрямую зависит, какое усилие будет компенсировать усилитель.

Стоит отметить, что сам торсион жестко связан с валами рулевой колонки и скручиваться он может только на определенный угол, поэтому даже при отказе ЭУР управление авто сохраняется.

Датчик угла поворота определяет в какую сторону водитель начал вращать руль, и благодаря информации от него блок управления устанавливает полярность тока, подаваемого на электродвигатель. Нередко датчики угла поворота и крутящего момента объединены в одну конструкцию. Располагаются они оба на рулевой колонке.

Пример устройства ЭУР с датчиком крутящего момента

Стоит отметить, что также есть и датчик обратной связи, установленный на электродвигателе, благодаря которому блок управления контролирует работу исполнительного механизма.

Задействование для работы ЭУР других датчиков – скорости движения и параметров работы мотора, дает возможность подстроить усилитель под конкретные условия движения.

Зная конструкцию, можно понять принцип работы электроусилителя руля. Имеющиеся в конструкции датчики постоянно следят за положением рулевой колонки. В случае поворота они регистрируют изменения и передают информацию на блок управления. Тот в свою очередь высчитывает параметры электрического тока и подает их на электродвигатель. При включении в работу посредством сервопривода эл. мотор создает усилие на рулевом механизме. В общем, все достаточно просто. Но здесь стоит упомянуть, что под разные условия существуют свои режимы работы ЭУР, но о них ниже.

Принцип работы

Принцип действия рулевой рейки не так уж и сложен. Источником 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.

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.

Причины неисправностей рулевой рейки

Как уже было сказано выше, водителю следует очень внимательно относиться к состоянию рулевого механизма и не игнорировать симптомы неисправностей, в частности, изменения в поведении машины, течи и посторонние звуки.

Прежде всего, это стуки, появляющиеся на плохой дороге и уменьшающиеся при поворотах руля «от упора до упора». В таких ситуациях говорят, что рулевая рейка рейка стучит. Стоит отправиться на сервис, если руль перестал возвращаться в «нулевое» положение после поворота, либо автомобиль вдруг стал нервным и очень чувствительно реагирует на самые незначительные его отклонения. И, конечно, не стоит затягивать с ремонтом, когда бачок гидроусилителя регулярно пустеет, механизм издает воющие звуки, а руль повернуть очень тяжело.

Итак, как определить неисправность рулевой рейки в зависимости от симптомов. Стук рейки свидетельствует об износе шарового шарнира, сайлентблоков крепления рейки и ее центрального зуба. Течет корпус узла? Это говорит об износе или коррозии главного вала. Если руль не стремится вернуться в центральное положение после поворота, то это может указывать на то, что картер рейки или ее вал погнуты. Неимоверные усилия, прилагаемые к рулю при поворотах в обе стороны – следствие разрушения резинового кольца плавающей шайбы насоса гидроусилителя. Бывает так, что на малой скорости руль не повернуть и ситуация улучшается лишь при более высоком темпе движения, но при этом начинаются вибрации

В этом случае стоит обратить внимание на ротор и привалочные плоскости – вероятно, на них задиры. Наконец, о многом расскажут звуки

Свист вкупе с тугим рулем – признак ослабления ремня привода насоса гидроусилителя, а при низком уровне масла в бачке ГУР или износе роторной пары будет воюще-зудящий гул.

Как видите, поломки рулевой рейки не только потенциально опасны, но и существенно снижают качество жизни водителя.

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.

Устройство

Внешние видеофайлы

Гидроусилитель представляет собой замкнутую гидравлическую систему, состоящую из насоса, регулятора давления, бачка с запасом гидравлической жидкости, управляющего золотника и силового гидроцилиндра.

Насос (с приводом от двигателя автомобиля или электромотора), регулятор давления (обычно в виде перепускного клапана, сливающего избыток расхода насоса мимо золотника) и бачок с запасом гидравлической жидкости предназначены для создания рабочего перепада давлений в гидросистеме усилителя.

Силовой гидроцилиндр двойного действия (то есть умеющий создавать усилие в двух направлениях) в современных легковых автомобилях обычно интегрируется с рулевой рейкой и передает усилие на неё. Золотник устанавливается на рулевой колонке и реагирует на вращательный момент на валу колонки.

Придумано множество способов преобразовать вращательный момент рулевого колеса в работу золотника. Большинство основаны на подвижности отдельного участка вала рулевой колонки. В современных машинах роль подвижного элемента колонки обычно играет торсион — радиально пружинящий участок вала рулевой колонки. Золотник реагирует на угловой сдвиг между концами торсиона при наличии усилия на руле. Существуют конструкции с осевой подвижностью участка вала рулевой колонки: осевое перемещение задается винтовой передачей, преобразующей вращательное усилие руля в поступательное движение штока золотника. В некоторых конструкциях усилие поворота колес регистрируется не на рулевой колонке, а на других узлах передачи усилия от руля к колесу.

Принцип работы гидроусилителя руля автомобиля ЗИЛ-130:

При прямолинейном движении автомобиля золотник за счёт пружин удерживается в нейтральном положении, при этом все каналы золотника открыты.

При повороте — при вращении руля винт вращается и вкручивается в шариковую гайку. При этом он смещается вместе с золотником и подшипниками и смещает плунжеры, сжимая пружины. Как только подшипники упрутся в корпус, винт с золотником перестанет смещаться, а смещаться начнёт шариковая гайка с поршнем и рейкой, при этом как бы накручиваясь на винт. При смещении золотника центральный канал от насоса останется связанным с одним из боковых каналов, а другой боковой канал останется связанным с каналом слива. При смещении поршня усилие будет передаваться от рейки сектору, а от него через вал сошке. Так как центральный канал от масляного насоса связан с одним из боковых каналов, то масло пойдёт из него в одну из полостей гидроцилиндра и будет давить на поршень, помогая смещать его и облегчая усилие, прилагаемое на рулевое колесо.

При прекращении вращения руля винт перестаёт вкручиваться в гайку и минимальное движение поршня передаётся на винт и золотник. Золотник возвращается в нейтральное положение. Все каналы открываются, масло от насоса начинает уходить на слив, и усилитель прекращает свою работу. Кроме того, возвращению золотника в нейтральное положение способствуют пружины, давящие на плунжеры и на подшипники.

При увеличении сопротивления повороту начнёт возрастать давление в линии от насоса через золотник в одну из полостей гидроцилиндра. Эта линия связана с полостью между плунжерами, где находятся пружины. Повышенное давление будет давить на плунжеры, а они — на подшипники. Плунжеры будут стараться вернуть золотник в нейтральное положение. Часть масла начнёт уходить на слив, а водитель почувствует дополнительное сопротивление вращению руля — следящее действие за усилием.

При неработающем двигателе насос не накачивает масло и усилитель не работает. Управление автомобилем может осуществляться. При вращении руля поршень смещается и вытесняет масло из одной полости в другую через обратный клапан, и масло не мешает движению поршня.

Составные части усилителя. Виды ГУР

В общем, основной задачей усилителя на легковом авто является повышение безопасности, а уже потом только – обеспечение комфортабельности.

Устройство гидроусилителя руля включает в себя несколько основных составных элементов:

• насос;
• распределитель;
• силовой цилиндр;
• соединительные трубопроводы.

Элементы гидроусилителя

На технике использовалось два типа гидроусилителей:

1. Комбинированный (интегрированный).
2. Раздельный.

Комбинированный тип отличается тем, что распределитель и цилиндр интегрированы в рулевой механизм, что позволяет в значительной мере уменьшить металлоемкость конструкции и сделать ее более компактной. Благодаря этому он получил широкое распространение, в том числе и на легковых авто.

Раздельный тип применялся на ряде грузовых авто. Его особенность заключена в том, что силовой цилиндр – отдельный элемент, взаимодействующий с приводом рулевого управления. Но из-за такого решения, конструкция ГУР получилась более громоздкой, поэтому на легковых авто она не используется.

Насос

Из названия усилителя понятно, что основным рабочим элементом в этом механизме является жидкость. Поскольку она несжимаема, то при создании давления можно получить усилие, которое и будет выполнять требуемую функцию.

И давление это создается насосом. В более простой схеме механизма насос имеет ременной привод от . Этот элемент конструкции может быть шестеренчатым (менее распространенный тип) или роторным (он же лопастной). Чаще всего на авто используется второй вариант.

Устройство насоса гидроусилителя роторного типа очень простое. Основными его элементами являются корпус с подающим и выходным штуцерами и вал, на одном конце которого установлен приводной шкив, а на другом – ротор с лопастями. Этот ротор располагается в камере особой формы — статоре (его роль выполняет корпус). За счет этой формы статора и обеспечивается нагнетание жидкости, которая затем подается на выходной штуцер, ведущий на распределитель.

Лопастной насос гидроусилителя

Недостатком насоса, приводимого от коленчатого вала, является изменение создаваемого давления в зависимости от оборотов мотора. Из-за этого создаваемое ГУРом усилие на малых оборотах является недостаточным, а на высоких – чрезмерным, что приводит к появлению такого эффекта, как «пустой руль» («обратная связь» рулевого управления – отсутствует, поэтому информативность рулевого управления очень мала).

Принцип работы шестеренчатого и роторного насосов

Чтобы устранить этот недостаток, в устройство насоса гидроусилителя включен регулятор давления, поддерживающий его в заданном значении. Функционирует он очень просто – при превышении давления, регулятор, смещаясь, открывает перепускной канал между подающим и выводным каналами и часть давления сбрасывается.

Распределитель

Жидкость под давлением, созданным насосом, подается на распределитель. В задачу этого составного элемента входит распределение потока жидкости в зависимости от положения рулевого управления. Наибольшее распространение на легковых авто получил золотниковый распределитель поворотного типа. Этот узел является промежуточным звеном между валом колонки и шестерней рулевого механизма.

Устройство распределителя рейки

Состоит распределитель из двух элементов – вала и поворотного золотника. Эти элементы насажены на торсион, который соединяет между собой вал колонки и шестерню.

К распределителю подходит подающий штуцер от насоса, обратка (по ней жидкость возвращается снова в насос) и два вывода, ведущих на силовой цилиндр.

Схема работы распределителя

Суть работы распределителя такая: при вращении руля сопротивление, идущее от колес, приводит к скручиванию торсиона, что в свою очередь обеспечивает проворот золотника относительно вала распределителя. Из-за этого одни каналы открываются, а вторые закрываются, то есть, происходит перераспределение потока жидкости.

Цилиндр

Силовой цилиндр выполняет роль исполнительного элемента. В комбинированном типе ГУР он полностью интегрирован в рулевой механизм. В качестве поршня выступает рулевая рейка, на которой дополнительно имеется шайба с уплотнителями, а цилиндра – корпус. Поршень делит цилиндр на две камеры, соединенных трубопроводами с распределителем.