Принцип работы рулевой рейки

Как работает рулевая рейка – устройство и особенности

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

• Как работает рулевая рейка – устройство и особенности
• Принцип работы
• Конструкция рулевой рейки

Существует три вида реечных механизмов:

1. Механический.
2. Гидравлический.
3. 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:

1. Корпус.
2. Рейка.
3. Вал рулевой с червяком и подшипником.
4. Втулка прижимная, которая выполняет функцию регулировки зазора червячной передачи.
5. Гайка регулировочная.
6. Втулка опорная левая.
7. Втулка опорная правая.
8. Кольцо стопорное. Это кольцо только для левой стороны.
9. Гайка вала руля.
10. Ползунок.
11. Втулка ползунка.
12. Чехол металлический защитный.
13. Пыльник пластиковый.
14. Кольцо стопорное гайки вала руля.
15. 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.