Рульова рейка: що це таке і як працює

Будь-який автомобіль складається з декількох ключових систем, без яких або заборонена його експлуатація, або у водія це не вийде. Серед таких систем - рульове керування. Ключовий вузол даної системи - рульова рейка.

Розглянемо детальніше її пристрій, принцип роботи, різновиди підсилювачів, а також деякі поширені несправності механізму.

Історія створення рульового підсилювача

Перші представники чотириколісного транспорту мали примітивне рульове управління. Поворотні колеса були закріплені на одній балці, яка кріпилася до кузова тільки в центральній частині на шарнірі - за принципом гужового транспорту.

Такий механізм не давав можливості самохідним возів бути маневреними, а радіус розвороту був настільки величезним, що повністю розвернутися автомобіль міг десь на площі. Крім того, для виконання повороту не були потрібні підсилювачі рульового механізму.

Згодом в систему рульового механізму вносилися корективи, щоб максимально зменшити кут розвороту авто. Щоб полегшити завдання для водія (з кожним разом винахід робило поворот керма більш тугим) розроблялися різні варіанти, починаючи від збільшення діаметра самого керма до впровадження в систему різних типів зубчастих передач.

В результаті багаторічних проб і помилок інженерами був зроблений висновок, що схема рульової рейки - золота середина між простотою, доступністю і посиленням крутного моменту, що надходить від керма. До того ж таке пристрій сумісний з підсилювачами рульового управління.

Принцип роботи

Рейка в машині представлена ​​у вигляді планки з зубами. Вона з'єднана з поворотним механізмом рульових коліс. Вона приводиться в рух валом рульової колонки за допомогою шестерні або черв'ячної передачі.

При повороті рульового колеса шестерня колонки переміщує планку в залежності від того, в який бік обертають кермо. На краях планки закріплені кермові тяги, які в свою чергу з'єднані з поворотним шарнірним механізмом кожного з рульових коліс.

Багато сучасних кермові рейки додатково оснащуються підсилювачем, що полегшує поворот рульового колеса. Завдяки впровадженню такого механізму комфорт і безпеку в автомобілях підвищилися.

Пристрій і основні складові

Найчастіше в автомобілях використовується рейкова модифікація рульового управління. У пристрій такого механізму входять:

• Кермо - знаходиться в кабіні автомобіля. З його допомогою водій задає напрямок під час руху машини;
• Рульова колонка - має вигляд металевого стержня, за яким передається крутний момент від керма. З метою безпеки цей елемент має одну або кілька карданних шарнірів (при лобовому зіткненні рульова колонка складається в декількох місцях, що запобігає посилення травми грудної клітини водія);
• Рульова планка з зубцями. Ці зубці зачіпляються черв'ячним валом рульової колонки. Конструкція знаходиться в металевому корпусі;
• Тяга рульової рейки - стрижні, закріплені на обох кінцях планки за допомогою нарізного сполучення. На кінцях тяг можлива різьблення, на яку накручуються наконечники з шарнірами;
• Кермові наконечники - порожниста трубка, з одного боку якої зроблена внутрішнє різьблення (в неї вкручується стрижень рульової тяги), а з іншого - шарнір, з'єднаний з поворотним кулаком колеса.

Деякі модифікації рульових рейок оснащуються демпфером. Він розташований між корпусом рейки і тягами. Мета даної деталі - гасити вібрації, що надходять від коліс, коли машина їде по нерівному дорожньому покриттю. Найчастіше цей елемент встановлюється в рейках позашляховиків.

Типи і варіанти виконання

Як вже було сказано раніше, ключові елементи рульової рейки не змінюються протягом багатьох десятиліть. У пристрій механізму вносяться лише незначні корективи, але принцип залишається однаковим.

Єдине, що відрізняє всі вузли подібного типу - привід підсилювача. Всього розрізняють три модифікації. Розглянемо особливості кожної з них.

Механічна рульова рейка

Дана модифікація є класичною. Нею оснащувалися всі автомобілі до того моменту, як були створені гідравлічні і електричні підсилювачі. Механічна рульова рейка - найпростіший тип пристрою. Завдяки маленьким зубців і великим у порівнянні з ними керма водієві не доводиться докладати великих зусиль для повороту автомобіля.

Існують кермові рейки з різних передавальним числом. По центру планки зроблена левередж з меншою амплітудою, а на кінцях цей показник збільшується. Завдяки цьому водієві ще легше повертати кермо під час початку руху або в поворотах на великій швидкості. А на парковках, коли колеса потрібно вивертати до упору, водієві не потрібно крутити кермо по багато разів.

Гідравлічна рульова рейка

Дана модифікація відрізняється від попередньої тим, що в її пристрої є додатковий механізм, який завдяки гідравлічному впливу. Детально про принцип роботи гідропідсилювача читайте тут.

Гідропідсилювач забезпечує плавність і в той же час гостроту відгуку рульової рейки як під час руху на різних швидкостях, так і в що стоїть на місці автомобілі. Такий підсилювач також забезпечує більше безпеки, коли машина їде по колії. В цьому випадку шансів, що при попаданні на нерівність кермо висмикне з рук водія набагато менше.

Електрична рульова рейка

Аналогічним підсилювачем є і електрична рейка. В її конструкції замість гідравлічного приводу встановлений електромотор, що підсилює переміщення планки рульового механізму.

У бюджетних модифікаціях електропідсилювача мотор стоїть в рульовій колонці. Найбезпечнішим варіантом вважаються варіанти з електричним підсилювачем, встановленим в самій рейці. Така модифікація входить в комплектацію преміальних авто.

Перший варіант є найнебезпечнішим, тому що якщо підсилювач вийде з ладу, машиною практично неможливо буде продовжувати керувати.

У порівнянні з гідропідсилювачем електрична рейка має кілька переваг:

• Більший ККД;
• Менше витрачається ресурсів автомобіля - в ГУР робоча рідина циркулює постійно, так як привід насоса підключається до шківа коленвала і відключається тільки коли мотор не чути. Електропідсилювач спрацьовує тільки коли повертають кермо;
• Робота механізму не залежить від температури повітря (не потрібно прогрівати рідина, щоб підвищити її плинність);
• Потрібно менше уваги для обслуговування - немає необхідності стежити за рівнем масла, так як механізм працює за іншим принципом;
• У пристрій входить менше різних ущільнювачів, і відсутні шланги, ущільнювачі, що витримують високий тиск. Завдяки цьому механізм надійніший, ніж ГУР.

Основні несправності рульової рейки

Про несправності рульової рейки свідчать такі ознаки:

• Під час їзди по дорозі з поганим покриттям з'являється стукіт, який пропадає, коли кермо повертається сильніше;
• Зменшення або відсутність зусиль при повороті керма або в його центральному положенні;
• Кермо сам повертається;
• Після повороту кермо туго повертається у вихідне положення або взагалі його треба примусово повертати;
• При малій амплітуді повороту рульового колеса самі колеса повертаються набагато сильніше, ніж раніше;
• Збільшився люфт керма;
• Збільшилася віддача в кермо при пересуванні по нерівностях;
• Якщо автомобіль оснащений гідропідсилювачем, тече рідина з-під сальника, пильовик або інші елементи механізму мають масляне забруднення.

При появі хоча б одного з перерахованих ознак слід негайно провести діагностику пристрої і провести його ремонт. Часто достатньо придбати ремкомплект, і замінити всі ущільнювачі, прокладки та пильовики, щоб пристрій початок справно працювати.

Ось найпоширеніші поломки рульової рейки і варіанти ремонту:

несправність	як усунути
Вироблення на зубцях планки або в черв'ячному валу	Відновлення таких елементів неможливо, тому їх змінюють на нові
Поломка корпусу рейки	Механізм замінюється повністю
Руйнування пиляків (всередину механізму потрапляє бруд з піском, що призводить до вироблення або корозії металевих деталей)	Заміна ущільнювачів з ремкомплекта
Деформація або поломка рульових тяг або наконечників	Пошкоджені деталі замінюються
Зносилася або зламалася втулка, через що з'явився люфт в рульовій колонці	заміна втулки

Додатково про поломки і варіантах ремонту рульових рейок розповідається в відео:

Рульова рейка: що ламається і як ремонтується?

профілактика несправностей

Рульова рейка - досить надійний і стабільний механізм. Його поломки відбуваються найчастіше або через неправильну експлуатацію транспортного засобу, або в результаті недотримання регламенту планового обслуговування.

Щоб продовжити термін служби даного механізму, слід дотримуватися нескладних правил:

• Під час їзди по нерівних дорогах знижувати швидкість автомобіля, щоб в рульовий механізм надходило менше ударів;
• Залишати припарковану машину з прямо розташованими колесами;
• Чи не повертати кермо до упору (якщо є ГУР, то буде чути писк або гул від насоса підсилювача), і не утримувати його в такому положенні довше 5сек .;
• Вчасно міняти масло в бачку гідропідсилювача, контролювати рівень цієї рідини;
• Періодично проводити візуальний огляд пиляків і ущільнювачів;
• Прогрівати гідропідсилювач, повертаючи пару раз в обидві сторони кермо перед початком руху.

Якість його функціонування рульової рейки безпосередньо впливає на безпеку під час руху авто, тому не можна ігнорувати тривожні сигнали, що свідчать про несправності механізму.

Питання та відповіді:

Що таке рульова рейка? Це механізм, за допомогою якого момент, що крутить, передається від рульового колеса на поворотний кулак рульових коліс. Рульова колонка перетворює обертальні рухи на прямолінійні.

Що буде, якщо рульова рейка зламається? Несправності кермової рейки призводять до надмірного люфту керма, що загрожує аварійною ситуацією на дорозі. З несправною рульовою рейкою втрачається маневреність машини.

Скільки ходить рульова рейка? Це від її конструкції: який у ній стоїть підсилювач, якого типу передача використовується. Дехто відходжує 70-80 тисяч, а інші й по 150 000 справно працюють.