Рулевая рейка ваз устройство и принцип работы

Обновлено: 17.05.2024

Устройство и принцип работы рулевой рейки

Рулевая рейка – элемент рулевого управления, силовой узел, с помощью которого передние колеса автомобиля синхронно поворачиваются в ту сторону, в которую водитель поворачивает руль. Знать устройство рулевой рейки, а также принцип ее работы полезно каждому автовладельцу, так как от этого устройства зависит безопасность пассажиров и пешеходов.

Принцип работы

Рассмотрим принцип работы рулевой рейки. Когда водитель вращает рулевое колесо, усилие с него передается дальше на шестерню, которая заставляет перемещаться рейку. Она передвигается влево или вправо, а вместе с ней перемещаются тяги рулевого привода, которые поворачивают ступицы или поворотные кулаки. Соответственно, на самих ступицах закреплены колеса. В итоге, при повороте водителем руля происходит синхронный поворот передних колес машины.

Реечный рулевой механизм часто оснащается усилителем, который существенно уменьшает усилие при вращении водителем рулевого колеса.

Устройство и основные составляющие

Рассмотрим, как устроена рулевая рейка. Описываться будет реечное рулевое управление в целом. Итак, его основные составляющие:

рулевое колесо (или руль) – устройство для управления движением автомобилем в заданном направлении;
рулевой вал – металлический стержень, который имеет шлицы (пазы) для закрепления руля с одной стороны, а с другой – шлицы для крепления самого рулевого вала к рулевой колонке;
рулевая рейка – силовой узел, который состоит из зубчатой рейки и шестерни. Именно она приводит в движение рейку. Данный узел собран в корпус из легкого сплава и закреплен к кузову машины;
рулевые тяги – металлические стержни. Каждая тяга с одной стороны имеет резьбу, а с противоположной – шарнирное шаровое устройство, на котором также имеется резьба;
рулевой наконечник – деталь для вкручивания тяги. Имеет шаровый шарнир и внутреннюю резьбу.

Отметим, что иногда рулевой механизм имеет еще один компонент – демпфер рулевой рейки. Этот элемент устанавливается между тягами и корпусом рулевой рейки. Демпфер является амортизатором двустороннего действия. Основная задача демпфера – снизить вибрации на рулевом колесе. Демпфер рулевой рейки часто предустановлен на различных внедорожниках, так как именно этот тип машин чаще всего передвигается по плохим дорогам.

Виды рулевых реек

Существует три основных типа рулевых реек:

Механическая рулевая рейка. Является простейшим вариантом рулевого механизма. Здесь поворот передних колес осуществляется только за счет физических усилий водителя. Часто для облегчения его труда устанавливается рулевая рейка, имеющая переменное передаточное число. В ней шаг зубьев изменяется от центра к краям. Впервые в истории отечественного авто такая рейка была применена на автомобиле ВАЗ-2110.
Гидравлическая рулевая рейка. Главное отличие от механической – наличие гидроусилителя (сокращенно ГУР), который существенно облегчает вращение руля. При этом водитель не только меньше устает за рулем, но и получает большую безопасность во время езды. Рейка с гидроусилителем широко распространена на современных автомашинах.
Электрическая рулевая рейка. Здесь усиление рулевого колеса происходит с помощью электромотора. Отдельно стоит отметить размещение электромотора: он может встраиваться в рулевую колонку, располагаться на рулевом валу или быть объединенным с рейкой. Рейка с электроусилителем руля имеет самый высокий КПД, экономична и более надежна. Подробнее про электроусилитель руля можно почитать по ссылке.

Преимущества и недостатки

Сначала о плюсах реечного рулевого механизма:

простота и малые габариты конструкции;
небольшой вес;
не требуется частое обслуживание;
хорошая точность управления;
небольшая цена.

Теперь о минусах:

передает удары от неровностей на дорожном полотне на рулевое колесо;
частые неисправности в виде люфтов и стуков в рейке;
данное механическое устройство ограничено применением в большинстве случаев на лёгких автомашинах с независимой подвеской управляемых колёс.

Несмотря на свою надежность, срок эксплуатации данного силового узла зависит от качества сборки автомобиля, условий использования, стиля вождения, условий хранения. Если машина долго находится в сырости, механизм может попросту заржаветь. Экстремальная езда по кочкам и ямам и прочим неровностям также уменьшает срок эксплуатации механической рулевой рейки.

На легковых автомобилях реечный рулевой механизм остается самым распространенным. Этому способствует, прежде всего, простота конструкции, невысокая стоимость механизма, а также его небольшие габариты.

Как заменить рулевую рейку на ваз 2110 своими руками

Принцип работы рулевой рейки следующий. На окончании рулевого вала установлена шестерня. Она находится в зацеплении с зубчатой рейкой (отсюда и название). При повороте рулевого колеса шестерня двигает рейку влево–вправо, поворачивая колёса. Для этого рулевые рычаги связаны с рейкой рулевыми тягами.

Так выглядит демонтированный механизм

Проектировщикам рейки необходимо достичь компромисса между лёгкостью и удобством рулевого управления. Всё зависит от передаточного числа «шестерня-рейка».

Если руль сделать лёгким, управление станет размазанным, для поворота придётся делать слишком много оборотов рулевого колеса. Это небезопасно при движении на трассе, где важна быстрая реакция.
Острое рулевое управление более предсказуемое и безопасное, но при этом водитель прилагает значительные усилия при маневрировании, особенно на парковке.
Рейка с переменным передаточным числом частично решает эту проблему. В околонулевой зоне рулевое управление острое, это придаёт уверенности на скоростной трассе. Ближе к краям рулить легче, но и оборотов руля приходится делать больше. Это удобно, например, на какой-либо парковке при малых скоростях.

Для сохранения баланса между остротой и лёгкостью управления на рулевой механизм устанавливаются усилители. По принципу действия они бывают гидравлическими (ГУР) и электрическими (ЕУР).

На ВАЗ 2110 устанавливается три типа рулевых реек: без усилителя (с переменным передаточным числом), с гидроусилителем и электроусилителем, причём установку усилителя можно выполнить самостоятельно.

Признаки неисправности

При отсутствии должного ухода, такого, как смазка подшипников и проверка люфтов, рулевая рейка может быстро выйти из строя. Признаки неисправности, которые сигнализирует, что механизм уже должен меняться:

Ощутимый стук при проезде неровностей, который передаётся на рулевое колесо. Если стук слышен при повороте руля — ездить на таком авто небезопасно, необходимо срочно диагностировать механизм.
Сильный люфт рулевого колеса свидетельствует об ослаблении крепёжных элементов или износе сочленения «шестерня-рейка».
Увеличилось усилие при повороте колёс.
Слышен шум в работе гидроусилителя (при его наличии).
Причиной стука может быть недостаточно смазанный подшипник или износ пары «шестерня-рейка». Если при покачивании рулевого вала в месте соединения с рейкой есть ощутимый люфт, необходим ремонт. Если нет — достаточно проверить и подтянуть места сочленения втулки и шестерни рулевого вала.

Для крепления рейки используют мощные тиски

Замена рулевой рейки ВАЗ 2110

Рулевая рейка передает усилия от рулевой колонки на управляемые колеса и обеспечивает поворот колес автомобиля. Кроме рулевой рейки для облегчения и усиления поворотов колес в конструкцию модифицированной детали включен усилитель руля. На автомобилях ВАЗ 2110 он бывает двух видов: электрический и гидравлический.

Проверку рулевой рейки ВАЗ 2110 лучше всего делать не на стоящем автомобиле, а при езде на скорости, потому что шум будет отчётливее слышен на работающей детали. Для этого необходимо найти какой-нибудь резкий поворот и уверенно повернуть в него. Если вы услышите посторонний лёгкий стук, необходимо остановиться, открыть капот и попробовать повращать резко руль, скорей всего проблема в рулевой и вы сразу услышите звук, доносящийся от стучащей рейки.

Признаки и причины поломки рулевого механизма ВАЗ 2110

Увеличенный свободный ход рулевого колеса. Причиной этому может быть увеличение зазора между упором рейки и её гайкой. Сопутствующими причинами может быть износ резинометаллических деталей и ослабление крепление гаек шаровых тяг, появление зазора в шарнирах.
Шум и стук в рулевом управлении. Очень часто помимо причин описанных в п.1, источником проблемы может быть ослабление рулевого механизма или болта крепления нижнего фланца эластичной муфты на валу шестерни.
Тугое вращение рулевого колеса. Источником неисправности может быть повреждение подшипника верхнего вала рулевой колонки, дефект в опорной втулке или в упоре рейки. Причина может быть и в износе подшипника верхней опоры стойки подвески, выходе из строя деталей шаровых тяг или телескопической стойки.

На начальных этапах эксплуатации стуки в рейке устраняются подтягиванием соответствующей упорной гайки. Однако после 200 тыс. км. для устранения люфта потребуется замена рулевой рейки ВАЗ 2110.

Что понадобится для замены рулевой рейки ВАЗ 2110

Для замены старой рейки на новую ВАЗ 2110 нам понадобятся: жидкость WD-40, тиски, съемник для демонтажа наконечников или молоток, рожковый ключ «на 13», «на 22», «на 19», накидной ключ с головкой «на 13», «на 17», «на 22», зубило и отвёртка, монтировка, домкрат, новая рулевая рейка.

Следует обратить внимание на тот факт, что рулевая рейка с усилителем руля ВАЗ 2110 с артикулом (21100340001030) стоит гораздо дороже. При покупке новой рейки, выгоднее брать рейку в сборе, чтобы были наконечники тяг и т.д., а выбирать новую деталь лучше, когда имеешь старую под рукой.

Цена стандартной рейки на ВАЗ 2110 с артикулом (21100340001200) составит порядка 2500 р., а улучшенной версии с ГУР, стоят 15000 р.

Стоимость запчасти указана на весну 2017 года по Москве и области.

Особенности замены и эксплуатации рулевой ВАЗ 2110

Механизм управления связан разъемными болтовыми соединениями с тягами, поэтому демонтаж конструкции возможен как в сборе с рычагами, так и отдельно, предварительно отвернув два болта «на 22» и отсоединив внутренние концы тяг от рейки.

Стоит отметить, что снимать рулевую рейку с гидроусилителем будет сложнее и придётся немного повозиться, потому, что придётся сливать жидкость ГУР.

Старайтесь не ездить на большой скорости по неровной дороге и не заезжать на большие препятствия (например бордюры), в крайнем случае делайте это аккуратно, чтобы сохранить и продлить эксплуатацию рулевой рейки, и она еще долго будет вам служить.

РУЛЕВАЯ РЕЙКА: СТРОЕНИЕ, ВИДЫ, НЕИСПРАВНОСТИ (ПОЛОМКИ) И РЕСУРС

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильной рулевой рейкой, каков принцип работы механизма, какие разновидности устройства существуют и как определить износ деталей системы. Кроме того, расскажем про то, какой вид рулевой рейки считается самым надежным исходя из преимуществ и недостатков, которыми они обладают, из каких компонентов состоит механизм, какую конструкцию со строением имеет данная система того или иного транспортного средства, а также, как нужно обслуживать узел, чтоб он прослужил не только гарантийный срок. В заключении поговорим о том, что влияет на ускоренный износ деталей рулевой рейки, сколько в среднем составляет срок службы того или иного вида механизма при правильной эксплуатации автомобиля и чем отличаются узлы оснащенные гидроусилителем от тех, которые оборудованы электроусилителем.

Сама по себе типовая рулевая рейка представляет из себя довольно сложный механизм, который состоит из множества важных деталей, на примере управляющей и гидравлической конструкции, электронного блока управления, системы электроусилителя, направляющих, пыльников, сальников, а также многих других элементов. Рулевая рейка является ключевым узлом любого транспортного средства и следить за ее состоянием, необходимо на систематической основе, так как от исправности механизма напрямую зависит управляемость автомобиля во время движения.

Итак, что называется рулевой рейкой автомобиля? Автомобильной рулевой рейкой или реечным механизмом называется специальный узел машины, который предназначен для управления колесами посредством руля. Как функционирует система ? Тут в принципе все довольно просто. Когда водитель поворачивает рулевое колесо, то при помощи специальных валов определенный угол наклона руля передается на реечный механизм, который в свою очередь направляет усилие на колеса машины. Таким образом, рулевая рейка обеспечивает отклонение колес на нужный угол, чтобы автомобиль мог совершать маневрирование во время движения и не двигаться прямолинейно.

1 . ОСОБЕННОСТИ, КОНСТРУКЦИЯ И ТИПЫ РУЛЕВЫХ РЕЕК

Такой узел, как рулевая рейка эволюционирует вместе с развитием автомобилестроения и если раньше механизм представлял из себя довольно примитивную конструкцию, то сегодня благодаря технологиям данная система уже закладывается в управление транспортным средством. Справочно заметим, что на современном жизненном этапе существуют 3 основных вида рулевых реек, которые мы сейчас подробно и рассмотрим.

Основные типы рулевых реек :

– 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.

Таким образом, обычная рейка основана полностью на стопроцентной механике, то есть на применении силы водителем на руль, механизм с гидроусилителем и электроусилителем, наоборот основан замещении силы управляющего с целью уменьшения нагрузки на него в процессе маневрирования автомобилем.

2 . ОБЫЧНАЯ КОНСТРУКЦИЯ РУЛЕВОЙ РЕЙКИ: ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Как мы отметили ранее с обычной конструкции рейки начался путь механизма, которым мы его знаем сегодня. Первые рейки были очень простыми по строению и в принципе не убиваемыми. Даже сегодня можно встретить автомобили конца 80-х годов прошлого века, на которых установлен такой механизм и самое интересное, что возможно его даже ни разу не ремонтировали. На современном этапе такие рейки уже не устанавливаются даже на Жигули, все автопроизводители полностью перешли на более продвинутые механизмы с гидроусилителем или электроуслителям.

Типовое строение обычной рулевой рейки включает в себя такие элементы, как один единственный рабочий вал с шестерней, который зачастую входит в металлический корпус, к нему подсоединяются тяги с рулевыми наконечниками и закрываются эти детали специальными резиновыми пыльниками. Зацепление в рейке такого типа осуществляется при помощи вала с червячной шестерней, который соединен с рулевым колесом автомобиля. Сама по себе схема такой системы до боли упрощенная, поэтому и ломаться здесь не чему. Единственной поломкой, которая может возникнуть по достижению определенного пробега автомобилем является стук. Стук образуется из-за того, что внутри корпуса разбиваются направляющие. Однако это не проблема, так как многие автовладельцы просто подтягивают рейку и звук исчезает.

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.

Таким образом, рулевая рейка с обычной конструкцией имеет, как плюсы, так и минусы, но все недостатки, которые имеет механизм являются одновременно его преимуществами, за исключением морального устаревания. Благодаря такой системе можно сказать началось развитие более современных рулевых реек и именно за счет имеющихся недостатков они были доведены практически до совершенства. Рулевые рейки обычного типа внесли свой весомые вклад и дали толчок для современных технологий, которые породили гидроусилители и электроуселители.

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

С испокон веков конструкторы и инженеры боролись за комфорт, повышение управляемости и маневренности автомобилей. Особенно этот вопрос касался крупных и грузовых транспортных средств, так как рулевое колесо в таких машинах зачастую мог крутить только физически очень сильный водитель. Таким образом, благодаря огромным усилиям специалистов в начале 90-х годов 20 века была создано рулевая рейка с гидравлическим усилителем рулевого колеса, всем известная аббревиатура ГУР.

Что же поменялось в конструкции ? В самой рейке в принципе ничего и не поменялось, так как сама по себе конструкция достаточно надежная. К рейке просто добавили механизм гидравлического усилителя, который внес существенные изменения в строение. К конструкцию добавили пластичный насос (приводится в движение с помощью ременной передачи от силовой установки, которая нагнетает рабочее давление в диапазоне от 50 до 100 Бар ); появился поршень (устанавливается на валу, приводится в движение только в одну сторону под давлением технической жидкости) и установили распределитель, он же торсион (дозирует подачу жидкости, как правило, трансмиссионного масла по типу действия “АТФ”). Справочно заметим, что благодаря маслу в системе гидроусилителя, поршень приводится в движение и он действует по принципу шприца.

Принцип действия такой рейки следующий: во время прямолинейного движения автомобиля, когда мы не крутим рулевое колесо, давление в системе, которое создается в технической жидкости просто ходит по кругу, то есть по контуру и насос механизма в работе участия не принимает. Затем, когда мы начинаем поворачивать руль в необходимую нам сторону, в дело вступает распределитель, он же торсион, который открывает одну сторону компонента, закрывая другую и тем самым происходит направление жидкости под давлением в поршень с нужной стороны при этом толкая его вверх. Вот благодаря таким манипуляциям мы можем без особых усилий крутить рулевое колесо в любую нужную нам сторону.

Преимущества рулевой рейки с гидроусилителем :

– 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

Заключительный вид рулевой рейки оснащается электроусилителем, который по мнению большинства специалистов по обслуживанию и ремонту автомобилей считается более совершенным механизмом по сравнению с конкурентами. Данная технология предусматривает функционирование усилителя рулевого колеса за счет электричества, в отличие от гидравлического узла, в котором находится специальная техническая жидкость на основе масла ATF.

Как функционирует электроусилитель рулевой рейки? Работает система все на той же традиционной, обычной рейке, только здесь уже нет поршней и насосов, как в ГУРе. В механизме расположен основной вал с набором зубьев и червячный вал, который передает усилие от рулевого колеса. Червячный вал здесь особенный, так как на него устанавливается шестерня, обеспечивающая кручение электрического двигателя. На самом руле располагаются датчики считывающего типа, которые при отклонении руля от прямолинейной траектории молниеносно передают информацию на электронный блок управления механизма. В свою очередь блок управления направляет сигнал на исполнительное устройство, которым является электроусилитель. Он то и помогает водителю поворачивать руль в нужную ему сторону.

Преимущества рулевой рейки с электроусилителем :

– 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.

Недостатки рулевой рейки с электроусилителем :

– 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.

Таким образом, рулевая рейка с электроусилителем является очередным шагом вперед в автомобильных технологиях. Справочно заметим, что в последнее время многие автопроизводители начали отказываться от гидроусилителей и массово переходить на системы оснащенные электродвигателями (ЭУР). Сама по себе технология электроусилителя является более прогрессивной и позволяет настраивать режимы усиления более точно, а также гибко.

В заключении отметим, что рулевая рейка автомобиля независимо от ее вида играет ключевую роль в системе подвески того или иного транспортного средства. Кроме того, стоит помнить, что рулевую рейку и ее элементы, необходимо осматривать на систематической основе на наличие повреждений и течи технической жидкости. Особое внимание нужно уделять резиновым пыльникам системы, так как зачастую из-за во время недосмотренных защитных элементов, рулевая рейка способна выходить из строя раньше положенного срока. Справочно заметим, что при замене механизма, на новый или подержанный, стоить он будет совсем недешево.

Принцип работы рулевой рейки

Как работает рулевая рейка – устройство и особенности

Устройство рулевой рейки

Связь рейки с колесами происходит за счет рулевых тяг, которые при помощи наконечников задают углы поворота колес.

Существует три вида реечных механизмов:

Механический.
Гидравлический.
Электрический.

Схема рулевой рейки будет меняться от типа механизма, но общий принцип останется одинаковый.

Механическая рулевая рейка

Является самым простым типом рейки, но в то же время самый универсальный, т.к. механизм устанавливают как на переднеприводные, так и на заднеприводные автомобили. Поворот колес осуществляется только при помощи физической силы. Особенностью данной конструкции является переменное передаточное число. Это значит, что от середины к краям шаг зубьев изменяется. При езде на больших скоростях, когда углы поворота минимальны, создается эффект тяжелого руля за счет большого передаточного числа. А в режиме парковки, когда руль выворачивается до крайних положений, наоборот передаточное число становится низкое и руль легко поворачивать.

Схема рулевой рейки включает в себя:

алюминиевый картер, имеющий полость со специальной защитой в виде резиновой гофры;
зубчатое колесо привода или обычная шестеренка, прикрепленная внутри корпуса при помощи специального подшипника;
пружина, которая плотно прижимает рейку к шестерне, таким образом, обеспечивается плотное сцепление зубцов;
втулка шарнира тяги, работает в заданном интервале и обеспечивает требуемый ход рулевой рейки.

Электрическая рулевая рейка

Принцип заключается в работе электромотора, который максимально точно передает усилие от руля. Электроусилитель может быть интегрированным в рейку или находиться на рулевом валу. Данный метод позволяет установки значительно удешевляет конструкцию, в то же время уменьшает безопасность.

Дело в том, что при выходе из строя электромотора, управление становиться очень жестким, фактически неуправляемым. Руль просто не поддается, несмотря на приложенные усилия. Однако устройство рулевой рейки с электромотором имеет ряд плюсов, перевешивающие недостатки:

высокий коэффициент полезного действия;
простота и компактность;
невосприимчивость к погодным условиям;
отсутствие рабочих жидкостей;
высокая надежность из-за отсутствия прокладок, сальников, трубок;
экономичность (электромотор работает только при повороте руля, а при высокой скорости отключается);
небольшая стоимость;
быстрый возврат руля в нейтральное положение.

Гидравлическая рулевая рейка

Принцип заключается в передачи усилия с помощью гидравлической жидкости.

Тем самым обеспечивается точность и легкость в управлении автомобилем.

Благодаря гидравлической системе уменьшается передача на руль неровностей дороги и въехав на скорости в яму у Вас не вырвет руль, поскольку удар погасит гидроусилитель.

Но высокое давление жидкости в момент удара скажется на состоянии всей системы.

Электрогидравлическая рулевая рейка

Логическим продолжением гидравлической рейки стала электрогидравлическая. Эта гибридная система с технологией, устройство которой основано на гидравлике, подобной обладает ГУР, но в движение насос приводиться не двигателем, а электромотором. В этом варианте устранили недостаток неинформативной обратной связи. Чем выше скорость, тем меньшее давление создает электромотор, давая ощущение жесткости руля.

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.

Конструкция рулевой рейки

В конструкцию рулевой рейки входят следующие детали:

Корпус.
Рейка.
Вал рулевой с червяком и подшипником.
Втулка прижимная, которая выполняет функцию регулировки зазора червячной передачи.
Гайка регулировочная.
Втулка опорная левая.
Втулка опорная правая.
Кольцо стопорное. Это кольцо только для левой стороны.
Гайка вала руля.
Ползунок.
Втулка ползунка.
Чехол металлический защитный.
Пыльник пластиковый.
Кольцо стопорное гайки вала руля.
Крестовина рулевого вала.

На рулевом валу размещается торсион, который является основным элементом распределителя. Если никуда не вращать руль, то масло спокойно движется в расширительный бачок, потому что торсион при неподвижном состоянии руля раскручен и вводные каналы распределителя закрыты.

Если начать вращать руль, то, соответственно, торсион начинает закручиваться. При этом через золотник и каналы масло движется в исполнительный механизм из-за чего повышается давление за поршнем или до поршня исполнительного механизма. Созданное при этом давление облегчает поворот руля водителю.

Устройство и принцип работы рулевой рейки

Рулевая рейка – важный элемент устройства автомобиля. Он обеспечивает синхронный поворот передних колес вслед за поворотом руля водителем. Другими словами – это элемент, который передает угол поворота руля на колеса в нужную сторону. Знать устройство и принцип работы необходимо каждому водителю, так как в случае неисправности в работе этого элемента под угрозу может быть поставлена безопасность водителя и пассажиров.

Основные детали рулевого управления:

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

Гидравлическая (ГУР)

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)

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.

Принцип работы

Рассмотрим принцип работы рулевой рейки с ГУР. При повороте рулевого колеса в какую-либо строноу, усилие, прилагаемое водителем, проходит к шестерне. Сама шестерня состоит из множества зубчиков, которые передают момент поворота непосредственно на рейку руля. Последняя под этим действием перемещается влево или вправо. Также с ней перемещается и тяга, поворачивающая ступицу. На последней и крепится колесо. В результате этого получается синхронный поворот обеих колес автомобиля.

Если рейка дополнительно укомплектована усилителем гидравлическим или электрическим, то естественно сила на рейку будет увеличиваться. Ниже на видео подробно о рулевых рейках с ГУРом.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества:

Простая конструкция и малые габариты и вес.
Простота в обслуживании.
Хорошая послушность при управлении.

Недостатки:

Передает удары от неровного дорожного покрытия на руль, хоть устройства с ГУР смягчают эти удары.
При выработке появляются люфты, создавая стук и шум.

Основные неисправности

После долгой эксплуатации рулевая рейка может работать некорректно. При этом могут возникать следующие признаки неисправности:

Колесо стучит при поворотном маневре – часто это вызвано износом рулевых наконечников.
Возникает люфт между рейкой и приводной шестерней.
Усложняется процесс контроля автомобиля.
Деформация кожуха (пыльника).
Поломка зубов.
Руль вращается произвольно.

Полезные советы

Во избежание полной поломки механизма и сохранении безопасности водителя и пассажиров проводится соответствующая диагностика. В принципе, проверка должна быть пройдена при малейшем изменении в работе, либо после того, как автомобиль преодолеет соответствующий пробег.

Некоторые действия водитель может выполнить самостоятельно. Так, например, можно проверить пыльник и при необходимости очистить или заменить его. Время от времени следует менять сальники, так как он часто подвергается износу в следствие механической нагрузки.

Чаще же всего необходимо подтянуть рейку, чтобы избавиться от неисправностей. Для этого используется регулировочный болт, который подтягивается специальным ключом до необходимого состояния.

Иногда, в случае неисправности лучше обратиться на СТО или в сервисный центр. Ведь знающему человеку лучше известна конструкция автомобиля, а это значит, что он может выполнить свою работу более качественно.

Рулевая рейка – одна из важных частей автомобиля. Несмотря на то, что ее конструкция неизбежно меняется из-за технического прогресса, основной принцип действия пока остается одним и тем же. Автолюбителям настоятельно рекомендуется следить за ее состоянием, так как это не только продлит срок ее службы, но и сделает вождение более безопасным.

Рулевой механизм ВАЗ-2110, 2111, 2112

↑ Устройство рулевого механизма ВАЗ 2110 в сборе с приводом

1, 12 – внутренние наконечники рулевых тяг; 2 – скоба крепления рулевого механизма; 3 – опора рулевого механизма; 4 – защитный чехол; 5 – картер рулевого механизма; 6 – стяжной болт; 7 – фланец эластичной муфты; 8 – регулировочная тяга; 9 – наружный наконечник рулевой тяги; 10 – шаровой шарнир наконечника; 11 – поворотный рычаг; 13 – болты крепления внутренних наконечников рулевых тяг к рейке; 14 – промежуточный вал рулевого управления; 15 – фланец эластичной муфты; 16 – пыльник; 17 – защитный колпачок; 18 – опорная втулка; 19 – рейка; 20 – уплотнительное кольцо упора; 21 – упор рейки; 22 – пружина; 23 – гайка упора; 24 – стопорное кольцо гайки упора; 25 – роликовый подшипник; 26 – приводная шестерня; 27 – шариковый подшипник; 28 – стопорное кольцо; 29 – защитная шайба; 30 – уплотнительное кольцо; 31 – гайка подшипника

Рулевое управление – травмобезопасное, с регулируемой по высоте (углу наклона) рулевой колонкой. Рулевой механизм – реечного типа. Он закреплен в моторном отсеке на щитке передка кузова двумя скобами через резиновые опоры. Болты крепления – приварные, по два с каждой стороны переднего щитка.

↑ Детали рулевого управления

1 – нижняя часть облицовочного кожуха 2 – кронштейн крепления вала рулевого управления 3 – подшипник вала 4 – стяжной болт 5 – распорная втулка 6 – верхняя часть облицовочного корпуса 7 – верхний вал 8 – рулевое колесо 9 – крышка выключателя звукового сигнала 10 – регулировочная втулка 11 – рычаг регулировки положения рулевой колонки 12 – стопорное кольцо

↑ Принцип работы рулевого механизма

Картер рулевого механизма 5 – литой, из алюминиевого сплава. В нем на двух подшипниках установлена приводная шестерня 26, которая находится в зацеплении с рейкой 19. Передний подшипник 25 (на торце вала) – роликовый, задний 27 (ближе к рулевому валу) – шариковый.

Осевому перемещению вала препятствует шариковый подшипник – его внутреннее кольцо удерживается на валу стопорным кольцом 28, а наружное прижимается в картере рулевого механизма к торцу гнезда подшипника гайкой 31 на валу приводной шестерни.

В выточке гайки находится уплотнительное кольцо 30, а между гайкой и стопорным кольцом – защитная шайба 29. Отворачиванию гайки препятствует зубчатая стопорная шайба. Гайка закрыта защитным чехлом (пыльником) 16, насаженным на вал приводной шестерни. На пыльнике и картере рулевого механизма имеются метки для установки рейки в среднее положение (при регулировке схождения колес).

Рейка поджимается к зубьям приводной шестерни пружиной 22 через металлокерамический упор 21, уплотненный в картере резиновым кольцом 20. Пружина, в свою очередь, поджимается регулировочной гайкой 23 (внутренний восьмигранник на "17") со стопорным кольцом 24, создающим сопротивление ее отворачиванию.

↑ Компенсация теплового расширения

Для компенсации теплового расширения деталей между гайкой и упором рейки при сборке рулевого механизма выставляют зазор 0,12 мм (максимально допустимый зазор в процессе эксплуатации – 0,2 мм), после чего кернят (обминают) в двух точках резьбу картера (не повреждая гайку) и наносят краской метки, фиксирующие положение гайки относительно картера.

↑ Регулировка зазора между шестерней и рейкой

Регулировка зазора между шестерней и рейкой производится после разборки рулевого механизма или при появлении стука в процессе эксплуатации.

Если механизм разбирали, то вначале устанавливаем упор рейки с уплотнительным кольцом до касания рейки, затем вкладываем стопорное кольцо, пружину и наживляем гайку. Затягиваем гайку моментом 1,12-1,37 кгс•м, затем отпускаем ее на два деления (24°), чем обеспечивается зазор 0,12 мм между гайкой и упором рейки. Проверяем легкость перемещения рейки, отсутствие стуков и заеданий.

Момент сопротивления вращению шестерни исправного рулевого механизма во всем диапазоне хода должен находиться в пределах 5,1-20,1 кгс*м при частоте вращения 30 мин -1.

С левой стороны на картер рулевого механизма надет защитный колпачок 17, с правой – напрессована труба с продольным пазом, закрытая защитным гофрированным чехлом 4. Через этот паз и отверстия в защитном чехле проходят распорные втулки резинометаллических шарниров внутренних наконечников рулевых тяг, перемещающиеся по пазу при работе рулевого механизма. Тяги крепятся к рейке болтами 13, проходящими через соединительную пластину и распорные втулки резинометаллических шарниров. Самопроизвольному отворачиванию болтов препятствует стопорная пластина, края которой отогнуты на головки болтов.

↑ Смазка приводной шестерни

Для смазки приводной шестерни, рейки и подшипников шестерни применяют ФИОЛ-1 (примерно 20-30 г на весь механизм), а полость над гайкой подшипника приводной шестерни (под пыльником) заполняют смазкой УНИОЛ-1.

Вал рулевого управления состоит из двух частей, соединенных карданным шарниром. Нижняя часть вала соединена с приводной шестерней 26 фланцем с внутренними шлицами и зажимным винтом через эластичную муфту. Верхняя часть вала вращается в трубе кронштейна на двух шариковых подшипниках с эластичными втулками на внутреннем посадочном кольце.

Кронштейн вала рулевого управления крепится в четырех точках к приварному кронштейну кузова: передняя часть – болтами со срезными головками через две фиксирующие пластины, задняя – на приварных болтах гайками с пружинными шайбами или самоконтрящимися гайками без шайб.

Кронштейн вала рулевого управления и его труба соединены между собой шарнирно двумя пластинами через пластмассовые и металлические втулки, стянутые четырьмя болтами. Таким образом, труба может перемещаться как в вертикальной плоскости, так и в продольном направлении относительно кронштейна, позволяя регулировать положение рулевого колеса. Перемещение ограничено длиной прорезей в пластинах. Для фиксации трубы относительно кронштейна служит рычаг регулировки положения рулевой колонки. Шлицевой ступицей он соединен с регулировочной втулкой и зафиксирован на ней стопорным кольцом. Втулка навернута на стяжной болт, проходящий через прорези направляющих пластин трубы и кронштейна. На болте установлена распорная втулка.

Головка болта зафиксирована от проворачивания специальным выступом. При повороте рычага вниз втулка отворачивается и усилие затяжки пластин ослабевает, что позволяет вручную изменить положение рулевой колонки. Между пластинами и кронштейном установлены пружины, подтягивающие трубу кронштейна в верхнее положение при ослаблении соединения. После установки рулевой колонки в требуемое положение рычаг поворачивают вверх и соединение затягивается, фиксируя колонку.

↑ Рулевой привод

Рулевой привод включает в себя две составные рулевые тяги и поворотные рычаги 11, приваренные к телескопическим стойкам передней подвески. Каждая тяга, в свою очередь, состоит из двух частей – внутренней 12 (длинной) и наружной 9 (короткой) с разрезными наконечниками с внутренней резьбой, а также регулировочной тяги 8 (соединяющей внутреннюю и внешнюю тяги) с наружной резьбой разного направления на ее концах и шестигранником посередине. Длина рулевой тяги меняется при вращении регулировочной тяги.

Рулевое колесо ВАЗ 2108 – простая 2-спицевая конструкция, обтянутая кожей. Отыскать «родную» баранку можно по каталожному номеру 21083-3402012. В пятнадцатой версии «Жигулей» рулевое колесо стало 3-спицевым, но современным и мультифункциональным, его не назовешь.

Для чего нужно рулевое управление

Сложная система – рулевое управление – неотъемлемая составляющая машины, поддерживающая заданный водителем вектор движения, синхронизирующая положение руля с углом поворота колес.

Устройство рулевого управления автомобиля

Команда водителя колесам любого наземного транспортного средства передается через рулевое управление, будь то автомобиль ВАЗ-2114 или другая машина.

Рулевое управление подразделяется на червячный и реечный виды. В основу градации положен способ преобразования крутящего момента.

Реечная конструкция – тип рулевого механизма автомобиля ВАЗ-2110 и других модификаций семейства. Систему применяют на переднеприводных машинах с независимой подвеской. Основные элементы: корпус и заключенная в нем пара шестерня-рейка.

Кратко принцип действия рулевого управления автомобиля ВАЗ-2109 состоит в следующем:

На рулевом валу установлена шестеренка, которая постоянно пребывает в зацеплении с горизонтально установленной зубчатой рейкой.
Поворачивая руль влево или вправо, водитель провоцирует передвижение рейки.
С последней соединяются тяги рулевого привода: они также перемещаются в заданную автовладельцем сторону, разворачивают ступицы и поворотные кулаки.
Так как колеса автомобиля крепятся к ступицам, то за поворотом руля следует синхронное отклонение управляемых колес.

Рулевое управление ВАЗ

По такому же принципу устроена работа рулевого механизма и автомобиля ВАЗ-2110.

Рулевое управление автомобиля ВАЗ-2109 выстроено по схеме:

штурвал;
колонка;
карданный или промежуточный вал (карданчик);
рейка;
тяги и наконечники.

Разберем значение каждого элементов цепи.

Рулевое колесо – руль, «баранка», штурвал – важная часть системы управления — находится в руках водителя. Устройство передает мускульную силу человека к колесам авто, чтобы задать им то или иное направление движения.

Руль – видимая часть системы. Остальные компоненты скрыты в рулевой колонке и под капотом.

Карданчик или промежуточный вал

Карданчик – карданный шарнир – подвижное сочленение рулевой рейки с колонкой. Узел обеспечивает легкое вращение приводных колес.

Элемент состоит из двух скользящих П-образных вилок, соединенных крестовиной. В местах соединений установлены миниатюрные игольчатые подшипники, склонные к закисанию, если на них попадает вода.

Но весь механизм несет те же нагрузки, что и трансмиссия при езде по неровным дорогам. На самом деле, карданчик может поддаться коррозии (перестанет гнуться) или износиться (появится люфт). Для ремонта детали покупают комплект крестовин и подшипников подходящего размера.

Рейка

Второстепенных компонентов в системе нет. Но рейка в устройстве рулевого управления автомобиля ВАЗ-2109 выполняет особую роль. Деталь отвечает за маневренность транспортного средства, повороты колес машины в нужную сторону по команде водителя. Назвать рейку главным элементом механизма нельзя, но от нее зависит комфорт и безопасность поездок.

Узел выглядит так: в картер помещена зубчатая рейка. Защита от пыли и грязи здесь в виде пыльников – резиновых гармошек, как на ШРУСах. На планке размещены два резьбовых отверстия – это гнезда для закрепления наконечных тяг. Есть приводная шестерня, опорные кольца для плавного скольжения и механизм упора, регулирующий величину зазора пары рейка-шестерня.

Это нагруженный узел с высоким КПД. Износ механизма сказывается на управляемости транспортом. Руль туго поворачивается, появляется люфт, из-под нища идет стук при маневрах машины.

Однако рулевая рейка – просто устроенный механизм, который несложно отремонтировать в гаражных условиях.

Передают усилие от рулевого механизма на колеса. Технически тяга выполнена как металлическая планка. Одной стороной планка через шарнир крепится непосредственно к рулевой рейке. Здесь для тяг предусмотрены специальные посадочные гнезда. На другой стороне находится обычная резьба для присоединения рулевых наконечников.

Пальцы (наконечники)

Система рулевого механизма в автомобиле жестко зафиксирована, тогда как колеса подвижны. Тяги, чтобы передать двигательное усилие на колеса, соединяются с рычагом поворотного кулака через рулевые наконечники (пальцы) — последнее звеном в длинной цепочке руль-колеса.

Наконечник рулевой тяги – предельно простой, а потому надежный, шарнир. Он состоит из корпуса с полуосью, шарового пальца с резьбой. А также вкладыша для фиксации пальца. Корпус устройства закрыт крышкой. На палец кольцом фиксируется чехол, последний крепится к корпусу пружиной.

О проблеме с наконечниками свидетельствует отдача в руль на любой кочке и глухой звук при поворотах. Предотвращает явление своевременное техническое обслуживание и ремонт рулевого управления автомобиля ВАЗ-2110. С неисправным механизмом ездить не только не комфортно, но и опасно.

Стойки амортизаторов

В автомобилях без рессор (а это, практически, все современные транспортные средства) устанавливают амортизаторы или стойки амортизаторов. Это разные по конструкции и функционалу механизмы, которые неопытные водители путают:

Амортизатор – это масляный насос, который гасит колебания, возникающие при движении авто. Термин «стойка телескопическая» относится к амортизатору.
Стойка амортизатора, кроме задачи смягчения хода автомобиля, задает геометрию подвески. Другая функция заключается в создании нескольких точек опор.

Конструкция узла сложная. Ключевые составляющие работают в паре – это непосредственно амортизатор и пружины. Последние сжимаются, когда автомобиль наезжает на препятствия и благодаря упругости разжимаются. Потом пружины продолжают колебаться вверх и вниз, пока не обретут равновесие.

Стойки амортизаторов ВАЗ

Колебания передаются на кузов машины. Но тут подключается амортизатор – цилиндр, внутри которого в газовой или масляной среде ходит поршень. Амортизатор стоек гасит ненужные колебания пружин. Если кузов начал сильно раскачиваться или появилась валкость авто, нужно проверить состояние стоек амортизатора.

Модернизация тольяттинских ВАЗов всегда шла медленно. Начиная с 1984 года в течение 20 лет в подвеске, моторах, рулевом управление изменений не наблюдалось.

Чем отличаются рейки и тяги различных моделей

На «восьмерки» с завода ставили разработанные в 70-х годах прямозубые рейки с полным поворотом руля 3,7 оборота.

Такими элементами комплектовали последующие модификации авто. И первоначально десятую модель. Но затем рейку усовершенствовали: она так же, как и приводная шестерня, стала косозубой. Производитель усилил картер рулевого механизма ВАЗ-2110 и применил «восьмерочную» пару «шестерня-рейка». Последняя получила от автомехаников название «рашпиль». Полный ход косозубой рейки нового образца стал 4,2 оборота рулевого колеса. Каталожный номер изменился – 2110-3401068.

Взаимозаменяемы ли рейки и тяги различный моделей

Тема взаимозаменяемости живо обсуждается на автомобильных форумах. Ответ положительный, но с нюансами:

Взаимозаменяемы ли рейки и тяги различный моделей

Рулевые тяги: производитель ВИС ЗАО, артикул 21080-3414060-00.

Габариты: длина, ширина, высота тяг – 370х50х50 мм.

Можно ли ставить ГУР или ЭУР на рулевую рейку

Гидравлический, электрический или электрогидравлический усилитель руля облегчает физическую работу водителя при маневрировании. Ранние модели «Жигулей» не знали усилителей рулевого управления. Только «десятка» получила опцию в виде ГУР. Машина «Лада Самара» 14 комплектовалась гидроусилителем руля либо ЭУР на выбор покупателя.

Вопрос самостоятельной установки оборудования волнует владельцев авто старшего поколения. Техническая сторона под силу водителям с минимальными слесарными навыками. Но собственник должен позаботиться о прохождении ТО, ведь внедрение нового компонента – вмешательство в конструкцию автомобиля, которое не приветствуют органы Госавтоинспекции.

Перед процедурой нужно оценить плюсы и минусы девайса. ЭУР – современная конструкция, обойдется в два раза дороже гидроусилителя. К тому же, сложная система напичкана чувствительными датчиками, вся работа связана с электроникой, поэтому установка сложнее.

Однако многие водители стремятся как раз к полному контролю над машиной. И такое ощущение дает ГУР. Он проще и надежнее устроен, но возможны протечки гидравлической жидкости, разгерметизация шлангов, а фильтры забиваются грязью. Проблемы бывают также с насосом, который создает давление в системе. Но сложные трассы ГУР вынесет более стойко.

В целом же, в век электроники ЭУР – это более перспективное вспомогательное приспособление на руль.

Читайте также: