Без рулевой рейки не обходится ни один автомобиль. Именно рейка соединяет руль с управляемыми колесами. Причем речь не только о передних колесах, но иногда и о задних. На современных автомобилях с полноуправляемыми шасси некое подобие рулевой рейки присутствует и на заднем подрамнике.
На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть видеообзор про рулевые рейки.
Выбрать и купить рулевую рейку для вашего автомобиля вы можете в нашем каталоге б/у запчастей.
Рулевой механизм с рейкой устроен очень просто. Как таковая зубчатая рейка находится внутри корпуса. Оба конца рейки соединены с поворотными кулаками подвески. Зубья рейки находятся в зацеплении со входным валом, который является продолжением рулевого вала.
Для того, чтобы при повороте руля водителю не приходилось прилагать большую физическую силу, рейка оснащена вспомогательным усиливающим механизмом.
Рейка с гидравлическим усилителем
Классический вариант усилителя рулевого управления – гидравлический. Насос создает давление гидравлической жидкости и направляет ее к золотниковому распределителю, который находится на входном валу. Распределение гидравлической жидкости происходит в момент вращения входного вала, т.е. при вращении руля. Распределенная жидкость под высоким давлением направляется по трубкам в корпус рулевой рейки.
Внутри корпуса рейки на валу установлен поршень. По сути, это металлическое кольцо или шайба, которая разделяет корпус рейки на левую и правую часть. Или, другими словами, на два гидроцилиндра, расположенных вдоль рулевой рейки.
На входном валу находится золотниковый гидравлический распределитель. При повороте руля он открывает подачу гидравлического масла к тому или иному гидроцилиндру. Т.е., к рулевой рейке прикладывается определенное усилие, которое складывается с физическим усилием, прилагаемым водителем к рулевому колесу. Благодаря этому управляемые колеса автомобиля поворачиваются с гораздо меньшим усилием.
Насос ГУР соединен ремнем с коленвалом, а потому его производительность зависит от скорости работы двигателя. Для того, чтобы избавиться от такой зависимости, насос оснащен клапаном управления потока (клапаном расхода давления), благодаря которому к гидроцилиндрам поступает одинаковый поток гидравлической жидкости.
Дополнительный золотниковый клапан в насосе ГУР даже ограничивает объем подаваемого к распределителю масла. Таким образом, при движении автомобиля влияние усилителя уменьшается, чтобы руль не вращался слишком легко.
Более тонкое управление усилением рулевого механизма в зависимости от скорости движения осуществляется при помощи клапана с электромагнитным, то есть с компьютерным, управлением.
Бывают случаи, когда насос ГУР перестает качать, т.е. не создает давления. В этом может быть виноват подклинивший клапан расхода давления. Вернуть в строй насос ГУР можно снятием и его очисткой.
Рейка с электрогидравлическим усилителем
Рейка с электрогидравлическим усилителем по сути устроена аналогичным образом. Единственное отличие в том, что насос гидроусилителя приводится электромотором, а не ремнем навесного оборудования. При такой схеме электроника может варьировать степень усиления рулевого управления от максимального при маневрировании на парковке до минимального при движении по шоссе.
Рейка с электрическим усилителем
Рулевой механизм с электрическим усилителем вообще лишен гидравлики. Прибавка усилия при вращении руля осуществляется электромотором. Электромотор прикладывает усилие непосредственно к рулевому валу через отдельный редуктор.
Что ломается в рулевой рейке?
Чаще всего поломки и неисправности рулевой рейки с гидроцилиндрами сводятся к течам масла. Течи масла возникают по сальникам, или как их еще называют – силовым манжетам – гидроцилиндрам, которые уплотняют вал (саму рейку). Давление масла в гидроцилиндрах высокое, достигает 150-200 бар.
Причем течь возникает не столько из-за давления масла, сколько из-за износа внутренней окружности сальника. Дело в том, что из-за коррозии вала рейки на ее поверхности появляются шероховатости, которые задирают сальник. Он, в свою очередь, дает течь.
Коррозия на поверхности вала рейки в первую очередь возникает из-за попадания влаги через порванный или неправильно надетый пыльник. Пыльники нужно фиксировать специальными предназначенными для этого хомутами, которые позволяют рулевой тяге проворачиваться.
При сильном коррозионном износе вала изнашиваются опорные втулки вала. В образовавшемся зазоре вал начинает стучать.
В картере входного вала и распределителя давление масла меньше, поэтому там используются обычные сальники. Однако и они могут дать течь. Опять же из-за коррозии, которая подбирается к ним по рулевому валу.
А вот из-за металлической пудры или стружки в гидравлическом масле может возникнуть износ на поверхности картера входного вала и распределителя. Чаще всего это касается тех рулевых реек, где распределитель фиксируется фторопластовыми втулками.
Еще одна деталь рулевой рейки, подверженная износу – это сухарь в механизме ее регулировки. Сухарь прижимает шестерню входного вала к зубьям рейки. Сила прижатия регулируется на заводе, тарируется пружиной. Т.е. если возник люфт между шестерней и рейкой, то устранить его поджатием регулировочной гайки невозможно. Придется разбирать этот узел и, скорее всего, будет обнаружен износ сухаря.
В особо запущенных случаях можно столкнуться с износом шестерни и зубьев рейки. В этом случае по экономическим соображениям ремонт нецелесообразен. Лучше и дешевле купить б/у рулевую рейку.
Особенности износа рулевых реек с электроусилителем
Рулевая рейка с электроусилителем точно так же страдает от коррозии. Но в этом случае она не будет течь, т.к. течь там нечему. Она сразу начинает стучать из-за сильного износа направляющих опорных втулок. Хуже всего то, что коррозия может развиваться гораздо дольше и может нанести серьезные повреждения валу, из-за чего его стачивание до ремонтного размера будет невозможно.
Создавая рейки с электронасосом или электромотором инженеры хотели упростить их конструкцию. Но на практике те же электромоторы оказались не очень долговечными, из строя выходит как сам электромотор, так и подшипники его вала. Электронасос может отключаться прямо на ходу, что вызывает серьезные проблемы в управлении автомобилем. Электроника может просто глючить: например, насос может не выключаться при остановке двигателя, в результате электромотор быстро разряжает батарею.