Из чего состоит рулевая рейка: Как устроена рулевая рейка автомобиля

Как устроена рулевая рейка автомобиля

27.01.2019

Автор: Master Service
7866

Рулевая рейка — это одна из главных составляющих сложной системы рулевого управления. С помощью рулевой рейки передние колеса поворачиваются в ту сторону, куда водитель поворачивает руль. А если на рейке еще и усилитель есть — руль будет послушным и легким.

На продолжительность жизни рулевой рейки влияет:

• с агрессивным стилем вождения рейка ломается в разы быстрее;
• качество дорог: кочки, выбоины, лужи неопределенной глубины не идут рейке на пользу;
• своевременное ТО: не посещаете СТО, не меняете ремкомплект, рабочие жидкости, не осматриваете автомобиль самостоятельно — получайте сломанную рейку.

Механическая рулевая рейка.

Сухая рейка (она же “механическая” или “рейка без усилителя”)

По сути, механическая рейка — это основа для реек с усилителями. Как самостоятельный агрегат сухая рейка существует в старых легковушках или грузовых автомобилях.

Устройство рулевой рейки:

• Шток (она же зубчатая рейка) — это вал рулевой рейки с насечками(зубьями), которые входят в зацепление с приводной шестерней.
• Корпус рейки — в нем располагается шток и другие детали рейки.
• Рулевые тяги и их наконечники: прикрепляются к рулевой рейке и передают усилие от руля на колеса.
• Гайка бокового поджима: нужна, чтобы рейка плотно прилегала к приводной шестерне, пружина не дает люфтить штоку.
• Ремкомплект — набор комплектующих для герметичности рейки: сальники, подшипники, резиновые уплотнители, гидробарьерные и тефлоновые кольца.
• Втулка шарнира рулевой тяги с одной стороны и ограничительное кольцо с другой стороны рейки: удерживают рейку в заданном диапазоне движения.

Принцип действия рейки: при повороте руля рулевой вал вращает приводную шестерню, которая входит в зацепление с зубьями штока (валом рейки). Шток двигается влево-вправо, двигает рулевые тяги, а тяги уже поворачивают колеса.

Рейка с ГУР

Рулевая рейка с гидроусилителем (ГУР)

Гидроусилитель руля — это гидравлическая система, которая облегчает вращение руля, создает легкость и остроту управления. 

Когда руль не вращается, масло циркулирует по замкнутой системе маслопроводов, не попадая в силовой цилиндр. Во время поворота руля гидрораспределитель направляет масло под давлением в левую или правую камеру силового цилиндра рейки, увеличивая усилие водителя.

В рейке с ГУР важна герметичность не только самой рейки, но и гидравлической системы. Если масло начнет подтекать — сломается насос, и руль станет тугим.

Рейка с ЭУР

Рулевая рейка с электроусилителем (ЭУР)

Электроусилитель, так же как и гидроусилитель, облегчает вращение руля, увеличивает легкость и удобство управления авто.

В случае с ЭУР усилие на колеса производится за счет электропривода.  Электроника в системе ЭУР делает автомобиль “умным” и дает дополнительные бонусы в виде автоматической парковки.

Преимущества ЭУР в сравнении с ГУР:

• за счет отсутствия гидравлики в системе исключаются утечки масла, и другие поломки, свойственные ГУРу;
• электроусилитель дает более точное и удобное управление автомобилем;
• ЭУР экономит топливо благодаря тому, что работает только в процессе поворота, в отличие от ГУР.

Рейка с ЭУР более отзывчива к усилиям водителя. Но с ГУР лучше ощущается обратная связь колес.

ГУР дешевле в обслуживании, но важно следить за герметичностью его системы. А ЭУР чувствителен к попаданию воды — электроника сразу выходит из строя, а ремонт рейки с ЭУР — удовольствие не из дешевых.

В любом случае, какая бы рейка ни была в автомобиле, важно самостоятельно следить за ее состоянием и вовремя проходить сезонное ТО.

Устройство рулевой рейки. Из чего состоит, как выглядит? :: carway.info

Рулевое управление обеспечивает движение автомобиля в направлении, которое задает водитель. Главные элементы рулевого управления: рулевой привод и рулевой механизм. Сегодня автопроизводители устанавливают в легковых авто рулевые механизмы реечного типа, его основа – рулевая рейка.

Чтобы обеспечить высокий уровень комфорта управления, рулевая рейка оборудуется гидравлическим усилителем (ГУР) или электромеханическим (ЭУР). Всего существует три основных типа рулевых реек:

Механические рулевые рейки.
Рейки с гидравлическим усилителем (ГУР).
Рейки с электроусилителем (ЭУР).

Механические рулевые рейки

Являются простейшими по своей конструкции, представляют собой прямую передачу крутящего момента от входного вала с шестерней на зубчатую рейку. Данный тип рейки чаще всего используют совместно с ЭУР, устанавливается на рулевой колонке.

Среди основных компонентов механической рулевой рейки можно выделить следующие:

• Картер, изготовленный из алюминия. В нем предусмотрена специальная полость, где располагается гофрированная защита, которая предотвращает попадание влаги и грязи в механизм.
• Шестерня или зубчатое колесо привода. Располагается внутри корпуса рулевого механизма, и удерживается там с помощью специального подшипника.
• Пружина с поджимным поршнем. Ее задача заключается в том, чтобы плотно прижать рулевую рейку по отношению к шестерне. Это позволяет создавать максимально плотное сцепление зубьев.
• Втулка, предусмотренная для шарнира тяги. Она осуществляет свою работу в определенном, заданном инженерами, интервале, а также обеспечивает нужный ход для механической рейки.

Рулевые рейки с гидравлическим усилителем

Главное отличие данной рейки от механической – наличие гидравлических цилиндров, образованных между зубчатой рейкой и корпусом. На ведущем валу предусмотрена установка золотникового распределителя.
 

За состоянием гидравлического привода необходимо постоянно следить, чтобы не допустить утечку рабочих жидкостей и их засорение. Чтобы снять рулевой механизм, потребуется сливать рабочую жидкость. Во время заправки гидропривода свежей рабочей жидкостью, потребуется удалить воздух из системы.

Данный тип реек был широко распространен до 2000 г. Потом произошел переход к рейкам с электромеханическим усилителем. Сейчас ГУР применяется только на внедорожниках и грузовых авто. Около 98 % всех легковых авто, выпускаемых сегодня, производители оборудуют ЭУР.

Рулевые рейки с электроусилителем

В рейках данного типа усиление происходит при помощи электромотора. Работой электромотора управляет система ЭБУ.

Существует несколько типов ЭУР, отличающихся способом передачи усилия на шток рейки и расположением блока управления.

Самая распространённая конструкция — электродвигатель расположен рядом с рейкой и помогает перемещать её через дополнительную шестерню и червячную передачу.

Другое решение заключается в размещении электромотора параллельно рейке, при этом передача усилия осуществляется с помощью зубчатого ремня.

Третий вариант называется прямым приводом. В таких рейках шток перемещается внутри двигателя, посредством передачи усилия парой «винт — гайка», благодаря чему весь узел выходит наиболее компактным.

Различая по размещению блока управления с электроусилителем, заключаются в следующем. На европейских автомобилях ЭБУ чаще монтируют рядом с электромотором либо на нем самом. То есть фактически на рейке. На автомобилях японских и корейских производителей, блок управления устанавливается ближе к приборной панели. В первом случае конструкция получается более ремонтопригодной, но возможны механические повреждения блока управления или попаданиев него влаги. Во втором случае блок управления лучше защищен, но при необходимости ремонта, чтобы проверить рейку отдельно от автомобиля, потребуется вытянуть несколько метров проводки и найти сам блок управления.

Оборудование для диагностики рулевых реек

Для диагностики рулевых реек, оборудованных усилителем, необходимо специальное оборудование:

• Тестеры для экспресс-диагностики агрегатов ГУР на автомобиле: MS610 и MS611.
• Стенды для диагностики демонтированных агрегатов ГУР: MS604 проверяет одно- и двухконтурные насосы ГУР с механическим приводом, а стенд MS502M оценивает техническое состояние рулевой рейки с ГУР, определяет наличие и характер неисправности.
• Универсальное оборудование для агрегатов ГУР – стенд MS603N-220V, который проверяет рулевую рейку и насос ГУР на автомобиле, диагностирует рулевую рейку, демонтированную с автомобиля, а также обеспечивает промывку системы ГУР при замене рабочей жидкости.
• Контроллер MS561 диагностирует демонтированный с автомобиля агрегат ЭУР: рулевую рейку или колонку, насос ЭГУР. При использовании диагностического контроллера MS561, на демонтированном агрегате можно считать ошибки с блока управления рулевой рейки, затем стереть их при необходимости, а также кодировать или обновить ПО.

Все, что вам нужно знать

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

Рейка и шестерня

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

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

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

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

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

Зубчатая рейка: Применение

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

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

Как работает реечное рулевое управление?

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

Реечный механизм выполняет две основные функции:

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

Передаточное отношение реечной передачи

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

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

Силовая рейка и шестерня

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

Распространенные проблемы с рулевым управлением с реечной передачей

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

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

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

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

Источники:

The Stairlift.com

HEMMMINGS

CAR и Driver

MOOG

CAR и Driver

Sunglass.IO

Advance Autoparts

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

Реечное рулевое управление — принцип работы автомобильного рулевого управления

Реечное рулевое управление быстро становится наиболее распространенным типом рулевого управления на легковых автомобилях, небольших грузовиках и внедорожниках. На самом деле это довольно простой механизм. Реечная передача заключена в металлическую трубу, причем каждый конец рейки выступает из трубы. Стержень, называемый стяжкой , соединяется с каждым концом стойки.

Шестерня крепится к рулевому валу . При повороте руля шестерня крутится, перемещая рейку. Стяжка на каждом конце стойки соединяется с рулевой рычаг на шпинделе (см. схему выше).

Реклама

Реечная передача выполняет две функции:

• Она преобразует вращательное движение рулевого колеса в линейное движение, необходимое для поворота колес.
• Имеет редуктор, облегчающий поворот колес.

В большинстве автомобилей требуется три-четыре полных оборота рулевого колеса, чтобы колеса повернулись от упора до упора (от крайнего левого до крайнего правого).

Передаточное число рулевого управления — это отношение того, насколько сильно вы поворачиваете рулевое колесо, к тому, насколько далеко поворачиваются колеса. Например, если один полный оборот (360 градусов) рулевого колеса приводит к тому, что колеса автомобиля поворачиваются на 20 градусов, то передаточное отношение составляет 360, деленное на 20, или 18:1. Более высокое передаточное отношение означает, что вам нужно больше крутить руль, чтобы колеса повернулись на заданное расстояние. Однако требуется меньше усилий из-за более высокого передаточного числа.

Как правило, более легкие и спортивные автомобили имеют более низкие передаточные числа рулевого управления, чем более крупные легковые и грузовые автомобили. Более низкое передаточное число дает рулевому управлению более быструю реакцию — вам не нужно так сильно крутить руль, чтобы заставить колеса повернуться на заданное расстояние — что является желательной чертой в спортивных автомобилях. Эти небольшие автомобили достаточно легкие, поэтому даже при более низком передаточном отношении усилие, необходимое для поворота рулевого колеса, не является чрезмерным.

Некоторые автомобили имеют рулевое управление с переменным передаточным числом , в котором используется реечная передача с другим шагом зубьев (количество зубьев на дюйм) в центре и снаружи. Это заставляет автомобиль быстро реагировать при начале поворота (рейка находится ближе к центру), а также снижает усилие вблизи пределов поворота руля.