Рулевая рейка: описание,устройство,типы,виды,неисправности,фото,видео

Неисправности и признаки

Есть несколько частых проблем, которые возникают у рулевых реек. Стоит рассмотреть их подробнее. Вот какие признаки проблем могут быть:

• утяжеление руля в определенных положениях;
• появление стуков;
• вибрация рулевого колеса;
• протекание жидкости гидроусилителя;
• неполный возврат руля в исходное положение;
• вращение руля не соответствует вращению колес.

Чаще всего все начинается с появления суков. Рекомендуется сразу насторожиться, потому что остальные признаки приведут к более дорогостоящему ремонту.

А теперь стоит рассмотреть основные неисправности, с которыми приходится иметь дело.

1. Появление стука возможно из-за повреждения пыльников. Тогда наконечники тяги быстро приходят в негодность, давая о себе знать стуком. Ремонт невозможен, необходимо менять их на новые.
2. Внутренний стук часто свидетельствует о наличии проблем с поршневой или с направляющими втулками. Рейку нужно разобрать, чтобы понять, в чем проблема. Рекомендуется обратиться на СТО для этого.
3. Стук также свидетельствует о выработке некоторых комплектующих. В этом случае нужно заменить их или весь механизм полностью.
4. На гидроусилителе нередко появляется течь. В этом случае требуется заменить сальники. Также стоит разобрать рейку, чтобы обнаружить причину течи. Если нет соответствующих навыков, стоит обратиться к специалистам.
5. При использовании электроусилителя руль бывает сложно повернуть. Этого говорит о необходимости замены мотора электроусилителя.
6. Когда аналогичная проблема возникает с гидроусилителем, проблема кроется в насосе.

Необходимо отличать проблему в рулевой рейке с проблемами гидроусилителя. Вот какие симптомы бывают у последнего:

• усиление руля полностью отсутствует;
• усиление отсутствует на холостых работах двигателя;
• наличие посторонних шумов при включенном двигателе;
• появление пены в рабочей жидкости.

Таким образом, не всегда нужно сразу разбирать рулевую рейку. В некоторых случаях стоит сначала ознакомиться с состоянием гидроусилителя.

Насос ГУР

Устройство гидроусилителя руля

Основные компоненты гидроусилителя руля

Гидроусилитель руля устанавливается на рулевой механизм любого типа. Для легковых автомобилей наибольшее распространение получил реечный механизм. В этом случае схема ГУР следующая:

• бачок для рабочей жидкости;
• масляный насос;
• золотниковый распределитель;
• гидроцилиндр;
• соединительные шланги.

Бачок ГУР

Бачок гидроусилителя

В бачке или резервуаре для рабочей жидкости установлен фильтрующий элемент и щуп для контроля за уровнем масла. С помощью масла смазываются трущиеся пары механизмов и передается усилие от насоса к гидроцилиндру. Фильтром от грязи и металлической стружки, возникающей в процессе эксплуатации, в бачке служит сетка.

Уровень жидкости внутри бака можно проверить визуально в случае, когда резервуар сделан из полупрозрачного пластика. Если пластик непрозрачный или используется металлический бачок, уровень жидкости проверяется с помощью щупа.

В некоторых автомобилях уровень жидкости можно проверить только после кратковременной работы двигателя либо при вращении рулевого колеса несколько раз в разные стороны во время работы машины на холостом ходу.

На щупах или резервуарах сделаны специальные насечки, как для «холодного» двигателя, так и для «горячего», уже работающего в течение какого-то времени. Также необходимый уровень жидкости можно определить и с помощью отметок «Max» и «Min».

Насос гидроусилителя

Лопастной насос гидроусилителя

Насос гидроусилителя необходим для того, чтобы в системе поддерживалось нужное давление, а также происходила циркуляция масла. Насос устанавливается на блоке цилиндров двигателя и приводится в действие от шкива коленчатого вала при помощи приводного ремня.

Конструктивно насос может быть разных типов. Наиболее распространенными являются лопастные насосы, которые характеризуются высоким КПД и износоустойчивостью. Устройство выполнено в металлическом корпусе с вращающимся внутри него ротором с лопастями.

В процессе вращения лопасти захватывают рабочую жидкость и под давлением подают ее в распределитель и далее в гидроцилиндр.

Привод насоса осуществляется от шкива коленчатого вала, поэтому его производительность и давление зависят от количества оборотов двигателя. Для поддержания необходимого давления в ГУР используется специальный клапан. Давление, которое создает насос в системе, может достигать до 100-150 бар.

В зависимости от типа управления масляные насосы подразделяются на регулируемые и нерегулируемые:

• регулируемые насосы поддерживают постоянное давление за счет изменения производительной части насоса;
• постоянное давление в нерегулируемых насосах поддерживает редукционный клапан.

Редукционный клапан представляет собой пневматический или гидравлический дроссель, действующий автоматически и контролирующий уровень давления масла.

Распределитель ГУР

Схематичное устройство распределителя

Распределитель гидроусилителя устанавливается на рулевом валу или на элементах рулевого привода. Его назначение – направление потоков рабочей жидкости в соответствующую полость гидроцилиндра или обратно в бачок.

Главными элементами распределителя являются торсион, поворотный золотник и вал распределителя. Торсион представляет собой тонкий пружинистый металлический стержень, который закручивается под действием крутящего момента. Золотник и вал распределителя представляют собой две цилиндрические детали с каналами для жидкости, вставленные друг в друга. Золотник связан с шестерней рулевого механизма, а вал распределителя с карданным валом рулевой колонки, то есть с рулем. Торсион одним концом закреплен на валу распределителя, другой его конец установлен в поворотный золотник.

Распределитель может быть осевым, при котором золотник перемещается поступательно, и роторным – здесь золотник вращается.

Гидроцилиндр и соединительные шланги

Гидроцилиндр встроен в рейку и состоит из поршня и штока, перемещающего рейку под действием давления жидкости.

Схема циркуляции жидкости в гидроусилителе

Соединительные шланги высокого давления обеспечивают циркуляцию масла между распределителем, гидроцилиндром и насосом.  Масло из бачка в насос и из распределителя обратно в бачок поступает по шлангам низкого давления.

Неисправности, диагностика и ремонт рейки рулевой

Как уже было сказано выше, есть три основных вида рулевых реек:

• механическая;
• гидравлическая;
• электрическая;

Также можно выделить комбинированные системы, однако подобные решения не так широко распространены и обычно встречаются на дорогих авто высокого класса. Так или иначе, существуют как общие неполадки для всех типов, так и поломки, зависящие от конкретного вида рулевой рейки.

В любом случае, нужно помнить, что рулевая рейка является далеко не самым дешевым узлом. По этой причине при появлении малейших признаков неисправности нужна диагностика рулевой рейки, после чего принимается решение о ремонте или замене узла.

Первое, водителю нужно знать признаки неисправности рулевой рейки. Как правило, основная причина выхода данного узла из строя — сбои в работе управляющей электроники, течь рабочей жидкости или сильный износ отдельных частей.

На проблему укажет снижение уровня рабочей жидкости (масла) в бачке системы с гидроусилителем или электрогидроусилителем. Если же течи масла нет, тогда основными признаками неполадок рейки принято считать:

• явное изменение усилия на руле (обычно в сторону утяжеления);
• руль крутится рывками, толчками, усилие неравномерно;
• в определенных точках руль «клинит» (рейку закусывает);
• при проезде неровностей слышен стук, появилось биение руля;
• имеют место заметные люфты рулевой колонки;

При появлении даже одного из указанных симптомов нужна диагностика. Для проверки на конкретном авто нужно, как минимум, поднять машину на подъемнике, осмотреть рейку и пыльники на предмет повреждений корпуса, трещин, течей масла.

Также нужно оценить люфты в области рулевых тяг, на рулевой колонке, отдельно проверяется усилие на руле и т.д

Если система сложная (особенно с ЭУР и комбинированными решениями), отдельное внимание уделяется электронике, датчикам, сервомеханизмам (часто необходима компьютерная диагностика)

При этом следует помнить, что затягивать с проверкой рейки нельзя. Дело в том, что даже малейшая неисправность будет прогрессировать, а эксплуатация авто с неисправным рулевым управлением небезопасна и может стать причиной ДТП.

Также важно учитывать, что в ряде случаев на начальном этапе можно остановить разрушение рейки, то есть ограничиться ремонтом. Если же проблему игнорировать, через время узел будет поврежден так сильно, что нужна будет только его полная замена в сборе, что достаточно дорого

В случае, когда выявлено, что неисправна рулевая рейка, ремонт часто бывает возможен. Для этого необходимо приобрести ремкомплект рулевой рейки. Как правило, ремкомплект на рулевую рейку предполагает возможность замены ряда комплектующих в рамках переборки данного узла.

Зачастую, в таком комплекте есть пыльники, сальники и уплотнительные кольца, а также подшипники, опорные втулки и втулки скольжения, пружины и т.д. Такие детали позволяют восстановить работоспособность рулевой рейки без необходимости полной замены узла.

Однако, это решение подходит только для реек, которые изношены естественным путем. Если рейка повреждена (разбита), вал поражен коррозией, имеются проблемы с золотниковым механизмом и т.д, в такой ситуации нужна или полная реставрация рулевой рейки, или замена на новый узел. Как правило, второй вариант предпочтительнее, но получается заметно дороже.

В свою очередь, реставрация рейки рулевой предполагает шлифовку зубчатого вала, восстановление зубьев, изготовление втулок и сальников под новые размеры, пескоструйную обработку корпуса рейки и т.д. Качество работы и надежность такого узла напрямую будет зависеть от опыта и квалификации специалиста, выполняющего ремонт.

Причины выхода из строя рулевой рейки «Форда Фокус»

Задумались над ремонтом рулевой рейки «Форда Фокус», потому что появились постукивания? Прежде всего следует разобраться с тем, каким образом она устроена. Картер рулевого механизма на «Форде Фокус» находится под капотом автомобиля, при этом рейка крепится при помощи болтов на передней подвеске. На рулевой колонке также есть специальное устройство, поглощающее энергию ударов, когда вы ездите по плохому дорожному полотну. Кроме того, установлена система настройки положения руля, противоугонный механизм зажигания, который отвечает за блокировку колес во время поворота авто.

Комплект рулевой системы данной модели авто включает в себя блок переключателей. Они обеспечивают правильную работу фар, поворотников, а также стеклоочистителей. Такая сложная и продуманная система управления делает вождение транспортного средства максимально комфортным и безопасным. Поэтому, если вы заметили какие-либо неполадки, следует незамедлительно продиагностировать машину и, если потребуется, сделать ремонт рулевой рейки «Форда Фокус».

У Ford Focus можно выделить следующие симптомы, которые говорят о неисправности данного механизма:

Самый главный признак, свидетельствующий о том, что ремонт неизбежен, это поскрипывания во время поворота руля, когда двигатель заведен, а машина припаркована либо двигается на небольшой скорости
Посторонний звук будет похож на трение резины: сначала появится повизгивание, затем скрип станет сильнее, после прогрева двигателя, который работал достаточно долго.  Обратите внимание! Когда устройство неисправно, поскрипывания будут похожи на трение прокладок, расположенных рядом с водительским сидением. По этой причине некоторые автовладельцы не могут найти истинную причину появления посторонних звуков
Иногда скрип может прекратиться, но со временем он появится снова.
О том, что требуется ремонт рулевой рейки «Форда Фокус», говорит появление однократного постукивания

Звук исходит справа и похож на стук стойки стабилизатора. Постукивающий звук можно услышать, когда вы движетесь на небольшой скорости, при этом совершаете повороты, например, паркуетесь. Со временем звук становится постоянным.
Кроме посторонних шумов могут появиться другие симптомы того, что требуется ремонт рулевой рейки «Форда Фокус», которая вышла из строя

Например, повышенная чувствительность руля: появляются вибрации, словно вы едете по плохому дорожному полотну.

Важно! Если устройство вышло из строя, признаки поломки будут носить непостоянный характер. Посторонние звуки могут появляться и исчезать, поэтому водитель не всегда способен понять, нужно ли делать ремонт. Однако по прошествии времени поскрипывания будут слышны постоянно во врем езды на авто

Однако по прошествии времени поскрипывания будут слышны постоянно во врем езды на авто.

При повороте рулевого колеса влево-вправо можно ощутить вибрацию. Данный признак говорит о том, что между деталями рейки есть люфт.
Если руль стал тугой и вам приходится тратить много усилий для его вращения, значит, следует провести ремонт рулевой рейки «Форда Фокус».

Также необходимо помнить, что существуют некоторые признаки, которые говорят о том, что недостаточно затянут регулировочный болт, при этом ремонт устройства производить не нужно.

Следует не только знать симптомы неисправности, но также понимать, из-за чего произошла поломка. К примеру, если вы заметили постукивания, а свободный ход руля стал больше, это значит, что недостаточно натянуты упорная пружина либо износился шаровидный или карданный шарнир, плохо затянуты крепежные болты рулевого механизма.

Руль стал тугой и вам приходится прикладывать большое усилие для его вращения? Значит, проскальзывает или же пришел в негодность приводной ремень насоса гидроусилителя, в гидросистему попал воздух, уровень рабочей жидкости низкий, шланги порвались либо перекрутились. Данный симптом также возникает, когда давление насоса низкое, в нем либо рулевом механизме есть утечки.

Причиной того, что рулевое колесо не уходит в среднее положение, может быть то, что пружина упора недостаточно натянута, внутренние шарниры либо шарниры наконечника проворачиваются с трудом.

Постукивания и шумы свидетельствуют о том, что крепления тяг, рулевого механизма, а также шаровых наконечников тяг ослаблены. Также причиной появления данного симптома могут быть изношенные тяги и шаровые шарниры.

Не важно, какая поломка произошла, следует незамедлительно отправиться в сервисный центр, где мастер проведет диагностику и выполнит необходимый ремонт.

Виды и принцип работы рулевых реек

1. Механические рулевые рейки

Перемещение механизма механических рулевых реек осуществляется благодаря усилию, с которым человек поворачивает рулевое колесо. А это делает машину менее маневренной. Более того, во время езды происходит передача ударов от подвески на руль. Поэтому, чтобы управлять авто с механической рулевой рейкой, водитель прикладывает значительные усилия.

2. Рулевые рейки с ГУР

Гидравлический усилитель руля включает в себя насос, распределитель, рабочий цилиндр, масляный бак, а также соединительные шланги.

Когда мотор запущен, насос всасывает смазку из бака, нагнетает ее в золотниковый распределитель. Этот механизм позволяет дозированно подавать масло в рабочий цилиндр слева либо справа от поршня (зависит от того, куда крутится рулевое колесо). Благодаря масляному давлению поршень и рейка перемещаются, в результате колеса поворачиваются. Человеку, управляющему автомобилем, нужно приложить небольшие усилия, чтобы повернуть руль, даже когда машина не двигается.

Управляет распределителем торсион, это пружинистый железный стержень, установленный на рулевой вал и соединенный с золотниковым клапаном. Если рулевое колесо в нейтральном положении, золотник распределителя перекрывает подающие каналы, поэтому смазка утекает снова в бак. Если же руль вращается, происходит скручивание торсиона, он поворачивает внутреннюю часть золотникового клапана. Это приводит к открытию дозирующих каналов распределителя, и смазка попадает в рабочий цилиндр.

С увеличением угла поворота рулевого колеса происходит более сильное закручивание торсиона. В результате пропускная способность каналов распределителя увеличивается, так же как и усилие, прикладываемое к рулевой рейке.

Если руль повернут в крайнее левое или правое положение, происходит срабатывание предохранительных клапанов. С их помощью сбрасывается масляное давление, чтобы не допустить выхода из строя ГУР.

Помните о том, что, если у вас машина таким механизмом, чтобы не допустить поломку, не оставляйте вывернутыми колеса, регулярно проверяйте уровень масла в баке, при необходимости меняйте его.

3. Рулевые рейки с ЭУР

Если на вашем авто установлен электроусилитель руля, управлять машиной будет легко. Этот механизм компактный, поэтому потребление горючего уменьшится, особенно если сравнивать с гидроусилителем. В последнем случае насос непрерывно функционирует, если мотор запущен, электропривод включается, лишь когда водитель поворачивает.

Как функционирует рулевое управление с электроусилителем: во время совершения маневра торсион передает усилие от руля на рулевой механизм. Датчик крутящего момента сигнализирует о величине усилия в ЭБУ (электронный блок управления), сюда же поступают данные от датчиков коленвала, угла поворота руля и скорости (ABS). Как только информация будет обработана, создается управляющий сигнал, запускающий электродвигатель, расположенный на рулевой рейке.

Управление автомобилем с электроусилителем руля имеет свои особенности:

• когда маневр совершается на небольшой скорости, электродвигатель получает сигнал на создание наибольшего крутящего момента, поэтому водителю комфортно управлять машиной;
• если же авто поворачивает на большой скорости, электродвигатель выдает небольшой крутящий момент, поэтому руль «наливается»;
• как только авто перестроится, электронный блок управления подает команду, чтобы колеса вернулись в среднее положение;
• при езде ЭБУ отслеживает, насколько колеса отклоняются от среднего положения из-за отличия давления в покрышках либо их неравномерного износа, бокового ветра и прочих факторов, а затем сигнализирует электродвигателю о том, какая траектория движения авто будет правильной;
• так как одна шестерня вращается при поворотах рулевого колеса, даже если электропривод сломается, вы сможете ехать на машине.

На современных авто все чаще устанавливают электроусилитель руля, который по своим характеристикам намного превосходит ГУР.

Начинаем ремонт

Съем механизма – это отдельная информация, так как она индивидуально для каждого автомобиля, сходи там только основные места крепления. После съема осматриваем весь механизм на предмет очевидных повреждений, например, трещин.

После нужно разобрать весь механизм, сняв все пыльники, золотники (если он разборный) и все остальное, чтобы остался только корпус. После нам нужно осмотреть повреждения корпуса внутри, ведь они там тоже могут быть из-за изношенных пыльников.

Если найдены небольшие трещины или царапины, то вам поможет сварка или шлифовка соответственно. В некоторых случаях придется поменять корпус рулевого механизма. После решения этой проблемы, нужно побороть причину, а именно заменить пыльники, через которые и попали частицы, царапающие механизм.

Затем обязательно осмотрите внутреннюю часть золотника. Там тефлоновые уплотнители, что ведет к постепенной выработке, от чего появляются рывки руля или вовсе руль в разные стороны крутится с разным усилием. Решают проблему гильзовкой цилиндра с запрессовыванием новой детали, что своими руками уже не сделаешь.

Сам золотник редко ломается и обычно ходит долго, иногда расслаиваются уплотнители, которые нужно заменить. Это дешево. Правда иногда золотник отдельный в неразборном корпусе и его проблемы к сожалению решаются только заменой.

Шток – самый понятный с точки зрения диагностики элемент, который не нужно разбираться

Обращаем внимание в основном на зубья, а еще лучше используем тиски и вращаем элемент, чтобы заметить люфт. Стук рулевой рейки в подавляющим большинстве случаев – это проблемы штока

Еще в штоке могут износиться уплотнители и сама рабочая поверхность, в очень редких случая механизм убивает коррозия. Все дефекты легко устраняются, кроме сильно изношенных зубьев. Вал можно шлифонуть, уплотнитель заменить, а зубья расточить или нарастить.

Устройство

Гидроусилитель представляет собой замкнутую гидравлическую систему, состоящую из насоса, регулятора давления, бачка с запасом гидравлической жидкости, управляющего золотника и силового гидроцилиндра.

Насос (с приводом от двигателя автомобиля или электромотора), регулятор давления (обычно в виде перепускного клапана, сливающего избыток расхода насоса мимо золотника) и бачок с запасом гидравлической жидкости предназначены для создания рабочего перепада давлений в гидросистеме усилителя.

Силовой гидроцилиндр двойного действия (то есть умеющий создавать усилие в двух направлениях) в современных легковых автомобилях обычно интегрируется с рулевой рейкой и передает усилие на неё. Золотник устанавливается на рулевой колонке и реагирует на вращательный момент на валу колонки.

Придумано множество способов преобразовать вращательный момент рулевого колеса в работу золотника. Большинство основаны на подвижности отдельного участка вала рулевой колонки. В современных машинах роль подвижного элемента колонки обычно играет торсион — радиально пружинящий участок вала рулевой колонки. Золотник реагирует на угловой сдвиг между концами торсиона при наличии усилия на руле. Существуют конструкции с осевой подвижностью участка вала рулевой колонки: осевое перемещение задается винтовой передачей, преобразующей вращательное усилие руля в поступательное движение штока золотника. В некоторых конструкциях усилие поворота колес регистрируется не на рулевой колонке, а на других узлах передачи усилия от руля к колесу.

Принцип работы гидроусилителя руля автомобиля ЗИЛ-130:

При прямолинейном движении автомобиля золотник за счёт пружин удерживается в нейтральном положении, при этом все каналы золотника открыты.

При повороте — при вращении руля винт вращается и вкручивается в шариковую гайку. При этом он смещается вместе с золотником и подшипниками и смещает плунжеры, сжимая пружины. Как только подшипники упрутся в корпус, винт с золотником перестанет смещаться, а смещаться начнёт шариковая гайка с поршнем и рейкой, при этом как бы накручиваясь на винт. При смещении золотника центральный канал от насоса останется связанным с одним из боковых каналов, а другой боковой канал останется связанным с каналом слива. При смещении поршня усилие будет передаваться от рейки сектору, а от него через вал сошке. Так как центральный канал от масляного насоса связан с одним из боковых каналов, то масло пойдёт из него в одну из полостей гидроцилиндра и будет давить на поршень, помогая смещать его и облегчая усилие, прилагаемое на рулевое колесо.

При прекращении вращения руля винт перестаёт вкручиваться в гайку и минимальное движение поршня передаётся на винт и золотник. Золотник возвращается в нейтральное положение. Все каналы открываются, масло от насоса начинает уходить на слив, и усилитель прекращает свою работу. Кроме того, возвращению золотника в нейтральное положение способствуют пружины, давящие на плунжеры и на подшипники.

При увеличении сопротивления повороту начнёт возрастать давление в линии от насоса через золотник в одну из полостей гидроцилиндра. Эта линия связана с полостью между плунжерами, где находятся пружины. Повышенное давление будет давить на плунжеры, а они — на подшипники. Плунжеры будут стараться вернуть золотник в нейтральное положение. Часть масла начнёт уходить на слив, а водитель почувствует дополнительное сопротивление вращению руля — следящее действие за усилием.

При неработающем двигателе насос не накачивает масло и усилитель не работает. Управление автомобилем может осуществляться. При вращении руля поршень смещается и вытесняет масло из одной полости в другую через обратный клапан, и масло не мешает движению поршня.

Принцип работы

Механизм «шестерня-рейка» 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.