Автор: alexxlab, 22.01.2020

Принцип работы гидравлической рулевой рейки – принцип работы, что такое ГУР в автомобиле

Содержание

Устройство рулевой рейки автомобиля и принцип работы

Здравствуйте, уважаемые автолюбители! Принцип реечной передачи усилия не впервые использован в автомобилестроении в виде рулевой рейки. Кремальер (франц. crémaillère) – один из многих видов механической передачи, который преобразует поступательные движения во вращательное.

Помните старые, складные фотокамеры в которых, как раз и использовалась реечная передача для фокусировки. Но, у нас разговор о рулевой рейке автомобиля.

Рулевая рейка автомобиля уже давно стала неотъемлемой частью рулевого управления. И. практически на всех современных легковых автомобилях, применяется рулевая рейка. Что не исключает применения и таких видов рулевого механизма, как: червячная передача или винт-шариковая гайка.

Устройство рулевой рейки легкового автомобиля

Работа гидравлической рулевой рейки

Итак, мы уже поняли, что рулевая рейка авто является механическим устройством, которое преобразовывает усилие водителя при воздействии на руль, которое требуется для управления авто (поворот колес).

По принципу действия рулевые рейки делятся на три основных вида:

Механическая рулевая рейка – имеет самое простое устройство. Зубчатый механизм, расположенный на конце рулевой колонки, взаимодействует с зубчатой рейкой, которая, в свою очередь, связана с рулевым приводом (трапецией из рулевых тяг).
Гидравлическая рулевая рейка – устанавливается на большинстве современных легковых автомобилей. Осуществляет максимально удобное и легкое управление авто за счет подключения ГУР (гидроусилителя руля), который увеличивает прилагаемое водителем усилие.
Электрическая рулевая рейка отличается от гидравлической тем, что в ней отсутствует гидравлика, и усилия водителя при управлении рулевым колесом, увеличиваются при помощи электромотора.

Принцип устройства рулевых реек отличается только конструктивными особенностями марки автомобиля.

Место расположения рулевой рейки, также может быть разным в зависимости от марки авто:

Верхнее расположение – рулевая рейка крепится к кузову и располагается сзади двигателя.
Нижнее расположение – рулевая рейка крепится к подрамнику, кузову или балке, снизу.

Схема устройства рулевой рейки с гидравликой

Конструкция рулевой рейки (на примере шестерни-рейки)

Картер. Изготовлен, как правило, из алюминиевого сплава. Имеет внутри полость, которая защищается гофро-чехлом.
Приводное зубчатое колесо, установленное в картере на подшипниках.
Рейка прижимается к шестерне пружиной для того, чтобы обеспечить беззазорное сцепление шестерни и зубцов рейки.
Ограничительное кольцо с одной стороны и втулка шарнира рулевой тяги с другой, ограничивают ход рейки в необходимом диапазоне.

Такая схема рулевой рейки имеет малое передаточное число и позволяет обеспечивать быстрое управление колесом в нужном направлении.

К слову, конструкторы концерна BMW усовершенствовали рулевую рейку, соединив ее с планетарным механизмом. Такая схема рулевой рейки позволяет менять передаточное число шестерни в зависимости от скорости движения автомобиля.

Принцип работы рулевой рейки с гидроусилителем

Итак, давайте узнаем более подробно, почему так легко крутится руль с ГУР. Интегральный усилитель – это когда с рулевой рейкой связан исполнительный механизм гидроусилителя руля.

Насос ГУР приводится в действие от двигателя при помощи передач: ременная или шестеренчатая. Он подает в золотниковый распределитель гидравлическую жидкость под высоким давлением. Золотниковый распределитель встроен в картер (корпус) рулевой рейки.

Основная задача золотникового распределителя – контроль над усилием на рулевое колесо и дозировка гидравлической жидкости для поворота рулевой рейки. Дозирующим устройством, как правило, является торсион, который встроен в разрезе рулевого вала рейки.

Во время стоянки или движения в прямом направлении усилие на рулевую рейку отсутствует. Значит, дозирующие каналы золотникового распределителя перекрыты, а масло находится в резервуаре.

При повороте руля начинается сопротивление колес. При этом торсион начинает закручиваться: чем больше усилие на руль, тем сильнее. В это время золотниковый распределитель открывает каналы и подает гидравлическую жидкость в исполнительное устройство – рулевую рейку. Здесь масло распределяется в нужную сторону и подталкивает рейку.

С учетом того, что рулевая рейка находится в постоянной интенсивной эксплуатации, вам, как водителю, желательно систематически следить за исправностью ее элементов: пыльники, сальники, трубки.

Не обязательно для этого постоянно лазить под авто. Не ленитесь визуальным осмотром проверять подтеки масла под машиной.

cartore.ru

Принцип устройства рулевой рейки и виды реек

Рулевая рейка или реечный рулевой механизм – это устройство, преобразующее вращение вала руля в перемещение тяг вправо или влево в зависимости от команды, поданной водителем. Тяги передают энергию на кулаки передних колес, в результате автомобиль поворачивает в нужную сторону. От исправности рулевого механизма напрямую зависит управляемость автомобиля, поэтому необходимо хорошо разбираться в его устройстве и своевременно устранять любые возникающие неполадки. Устройство рулевой рейки не так сложно изучить, конструкция механизма прошла длинный путь усовершенствования для удобства управления.

Основной принцип устройства рулевой рейки, ее виды

Простейшая конструкция представляет собой шестерню, установленную на рулевой вал, соединенную с ней рулевую рейку и рулевые тяги. Однако конструкция рулевого управления в современных автомобилях различается, она зависит от наличия усилителей. В современных автомобилях устанавливаются следующие варианты.

Устройство механической рулевой рейки

Это наиболее простая конфигурация механизма, в которой руль перемещается только за счет усилий водителя. Основные компоненты такого механизма:

Рулевые тяги и наконечники. Их прикрепляют к выдвижным механизмам, и именно они обеспечивают поворот колеса во время движения.
Зубчатая планка и шестерни. Эти комплектующие отвечают за передачу усилия от руля к рулевым тягам, в результате осуществляется управление колесами.
Картер. Этот элемент представляет собой корпус, в который помещены основные детали, картер на большинстве моделей автомобилей выполнен из алюминия.
Пружины. Они обеспечивают плотное прилегание шестерни к рейке. При нормальном рабочем состоянии пружин нет люфта руля, его появление говорит о неисправности механизма.
Подшипники. Они снижают трение при поворотах и обеспечивают легкие поворотные движения.
Ограничители. Их задача – ограничить ход рейки от правого края до левого.

Устройство рулевой рейки с гидроусилителем

Этот вариант конструкции получил наиболее широкое распространение на современных автомобилях. Воздействие на руль водителем дополняется гидроусилителем, в результате управлять автомобилем намного легче. ГУР также повышает безопасность движения: даже при попадании колесом в глубокую яму и сильном ударе руль не вырывает из рук водителя, поскольку гидравлический механизм частично сглаживает толчки.

Устройство рулевой рейки с гидроусилителем и принцип ее работы имеет следующие особенности. Работа насоса ГУР обеспечивается путем соединения с мотором при помощи ременной передачи или специальных шестерней. Насос подает гидравлическую жидкость в золотниковый распределитель, помещенный в картере рулевой рейки. Он контролирует усилия, которые водитель прикладывает к рулю, и определяет соответствующее количество гидравлической жидкости. В разрез рулевого вала интегрируется торсион, он играет роль дозировочного устройства.

Когда машина стоит на месте или движется по прямой линии, рулевая рейка находится в состоянии покоя, жидкость помещена в резервуар. Как только водитель начинает поворачивать руль, торсион закручивается, открываются каналы распределителя, после чего жидкость передается на рулевую рейку. Она распределяется и обеспечивает удобство поворота под нужным углом.

Устройство рулевой рейки ГУР требует повышенного внимания к состоянию сальников и уплотнительных элементов. Один из ярких признаков неисправности гидроусилителя – появление масляных пятен под автомобилем после стоянки. Если сальники выходят из строя, из-за утечки жидкости ГУР очень скоро перестанет работать, что приведет к резкому ухудшению управляемости автомобиля и опасным ситуациям на дороге.

Устройство рулевой рейки с электроусилителем

Такой механизм работает по принципу, аналогичному рейке с ГУР, однако вместо гидроусилителя здесь используется электродвигатель. Мотор может встраиваться в рулевую колонку, устанавливаться на валу или размещаться непосредственно на рейке – последний вариант считается самым надежным, его устанавливают на автомобилях люкс-класса. Устройство рулевой рейки с электроусилителем имеет несколько преимуществ:

Увеличение КПД в сравнении с ГУР. На усиление поворота руля затрачивается меньшее количество энергии.
Экономичность. Жидкость в ГУР должна циркулировать постоянно, что забирает часть мощности двигателя. Электромотор запускается только в момент поворота, таким образом, механизм является более экономичным решением.
Более простое обслуживание. Не требуется постоянно контролировать уровень гидравлической жидкости, менять и доливать ее.
Более высокая надежность. Такое устройство не требует постоянного контроля исправности сальников и уплотнительных элементов, нет шлангов и прокладок, которые могут привести к появлению течи.

Однако схема с электромотором не получила широкого распространения. Такое устройство обходится достаточно дорого, поэтому дешевле устанавливать на рулевой механизм автомобиля гидроусилитель. Уже долгое время ГУР остается наиболее востребованным и распространенным вариантом для усиления поворота руля и простого управления.

Возможные неисправности рулевой рейки

От исправности рулевого управления напрямую зависит безопасность водителя и пассажиров, а также других участников уличного движения. Уже при первых признаках неполадок необходимо срочно обращаться в автосервис для диагностики рулевой рейки и замены неисправных комплектующих. Во многих случаях ее приходится менять целиком, однако при некоторых неисправностях можно просто провести недорогой ремонт. Распространенные проблемы в работе рулевой рейки:

Повреждение зубчатого механизма или шестерни во внутренней части рейки. Детали, пострадавшие из-за механического износа, обычно можно заменить.
Повреждения корпуса, в результате чего рулевое управление полностью выходит из строя. До его замены эксплуатация автомобиля невозможна.
Нарушение герметичности механизма. В результате внутрь проникает песок и частицы пыли, после этого механизм невозможно использовать.
Повреждения рулевых тяг и наконечников в результате механического износа деталей или сильного удара. Неисправные детали можно заменить, после ремонта машина вновь будет готова к работе.

В нашем автосервисе предлагается квалифицированная диагностика и ремонт рулевой рейки любого типа, мы работаем с автомобилями любых марок и моделей. Воспользуйтесь услугами профессионалов, чтобы в короткие сроки решить проблему и вернуть машину к работе. Вы можете купить новую рулевую рейку или ремкомплекты для самостоятельного ремонта

Услуги нашего автосервиса:

xn——elckbca4bdillxfezt3b3h.xn--p1ai

Рулевая рейка: устройство, принцип работы и основные неисправности

Рулевая рейка считается довольно надежным узлом, который выходит из строя крайне редко, однако бывают и исключения, когда рейка доставляет массу неудобств автовладельцам. Основной причиной неисправности можно считать нагрузки, которым подвергается рулевая рейка во время эксплуатации транспортного средства.

Неровная дорога «передается» рейке по рулевым тягам, кроме того рулевая рейка подвержена нагрузкам со стороны самого водителя, который волей-неволей постоянно вращает рулевое колесо, тем самым нагружая рейку. Именно по этим причинам долговечная на первый взгляд деталь, может также легко выйти из строя и доставить массу неприятностей.

Ремонт рулевой рейки в 9 случаях из 10 — бессмыслен, хотя есть умельцы, которые утверждают, что починить можно практически любую деталь в этом устройстве.

Несколько слов об устройстве рулевой рейки…

Различают несколько основных видов рулевых реек — механическая и гидравлическая (гидроусилитель руля — ГУР). Первая — свойственна первым отечественным моделям, отпрыски которых выпускаются и по сей день. Механическая рейка со временем была заменена гидравлической по причине более совершенного механизма преемницы и более удобного управления. Чуть позже появился и третий тип рулевой рейки — электрический (ЭУР). Данная модификация работает без гидравлики, ее роль выполняет электромоторчик. Недостатком ЭУР является высокая стоимость и сложность механизма, ремонт которого не каждому под силу. Более детально об отличиях и особенностях ГУР и ЭУР читайте в этой статье.

Рулевая рейка состоит из таких механизмов:

Рулевые тяги и наконечники. Крепятся они к выдвижным механизмам рулевой рейки, с их помощью осуществляется поворот колес;
Шестерни и зубчатая планка. Посредством шестерен и планки осуществляется передача усилия от руля на рулевые тяги, а также управление парой колес;
Картер. Его также называют корпусом, чаще всего выполнен из алюминия, в нем располагаются основные детали рейки;
Система пружин. Необходимы они для плотного прилегания рейки к шестерне, если пружины исправны, люфт и свободный ход руля практически отсутствует;
Подшипники. Необходимы для легкости осуществления маневров и поворотных движений рейки;
Ограничители. Посредством ограничителей определяется максимальное значения поворота (хода рулевой рейки) от правого края к левому.

Конструкция рулевой рейки может отличаться в зависимости от производителя, например рейка BMW, доработка которой запатентована, объединяет рулевую рейку и планетарный механизм, что дало возможность автоматически менять настройки рулевого управления в зависимости скорости движения автомобиля. Есть правда и негативные стороны таких экспериментов, например, во время езды по плохим дорогам, механизм очень быстро приходит в негодность. Причем стоимость ремонта такой рейки именитого бренда может составлять порядка половины стоимости всей детали.

Как работает рулевая рейка с ГУР

Усилитель руля соединен с картером рулевой рейки, поэтому в работу он включается лишь тогда, когда мотор работает и происходит нагнетание жидкости ГУР. В движение шкив гидроусилителя приводит ременная передача, в свою очередь гидравлический насос внутри рейки создает давление и воздействует на колесные тяги по требованию водителя. Важную роль в работе ГУР играет встроенный компьютер, который производит расчет усилий и давления.

Торсион в связке с электросистемами распределяет давление в зависимости от поворота руля;
Золотниковый распределитель является источником нагнетания давления, способный повышать давление в рейке в зависимости от необходимости;
Специальная емкость служит для сбора масла когда мотор заглушен. Как только руль начинает вращение, происходит впрыск масла через золотниковый распределитель, именно туда где необходимо создать давление. После того как руль прекращает вращаться, насос ГУР перестает нагнетать масло, в результате оно возвращается в емкость.

Гидроусилитель руля необходимо постоянно обслуживать, следить за его состоянием, вовремя устранять неисправности и менять жидкость ГУР согласно требованиям автопроизводителя. Качество и своевременность обслуживания системы можно считать основополагающим фактором в вопросе длительной и беспроблемной эксплуатации. Следует обращать внимание на вязкость масла, оно не должно быть слишком вязким, поскольку это может вызвать чрезмерное давление в рейке и привести к неприятным последствиям.

Основные неисправности рулевой рейки и способы их решения

На самом деле перечесть все проблемы и «болячки» рулевой рейки и механизма в целом — довольно сложно, а если учесть тот факт, что конструкционно рейки отличаются между собой — то и вовсе невозможно. Наилучшим вариантом будет изучение неполадок по соответствующим признакам в руководстве по эксплуатации к автомобилю, но если такая возможность отсутствует, то можно воспользоваться общепринятыми понятиями.

Неисправность внутренней части рейки. Поломка зубчатого механизма или самой шестерни.
Деформация корпуса рулевой рейки. Это ведет к полному обездвиживанию транспортного средства.
Нарушение герметичности внутри рулевой рейки. После разгерметизации вовнутрь проникают частицы пыли и песка, после чего следует полный выход из строя рулевой рейки.
Критический износ внутренних механизмов рулевой рейки. После чего функции рейки, в том числе и езда на авто, становятся невозможными.
Нарушение целостности рулевых тяг, наконечников (трещина, искривление и т. д.), в результате механического воздействия (удар, повреждение, коррозия и т. д.). В данном случае ремонт вполне возможен и отнимет немного времени и денег.

Ремонт рулевой рейки возможен тогда, когда внутренность механизма не нарушена. Если же при осмотре обнаружился серьезный износ внутренней части рейки и ее деталей, повреждения пыльников, наличие грязи внутри рейки, то выход в данной ситуации лишь один — замена рулевой рейки. Лишь таким образом можно решить проблему с данной деталью. Различные мастерские предлагают свои услуги по ремонту и восстановлению рулевых реек, однако в подавляющем большинстве случаев все восстановительные работы лишь ненадолго решают вопрос неисправной рейки. Поэтому в 9 случаях из 10 при неисправностях рулевой рейки рекомендуется производить полную замену этого узла.

Источник: Авто Пособие

www.autoposobie.ru

Как устроена рулевая рейка и принцип её работы

Ни одна современная легковая машина не обходится без системы управления. Причём в большинстве случаев речь идёт именно о рулевых рейках, которые играют ключевую роль в этом вопросе. Рулевая рейка (РР) представляет собой узел, который позволяет преобразовывать движение руля в отклонение по горизонтальной плоскости передних колёс автотранспортного средства. Фактически за счёт этого устройства мы получаем возможность с помощью небольшого рулевого колеса управлять внушительным авто.

Первые образцы рулевых реек имели предельно простую конструкцию. В её состав входила шестерня, которая устанавливалась на рулевой вал, а также рейки и рулевые тяги, сопряжённые с шестернёй. Но постепенно конструкция улучшалась, совершенствовалась и модернизировалась. Потому в настоящий момент машины могут оснащаться несколькими видами РР.

Разновидности

В общей сложности выделяют 4 разновидности устройств, которые несколько отличаются между собой принципом работы рулевой рейки. Каждый механизм применяется на множестве автомобилей, что позволяет говорить о хорошем уровне каждого из представленных вариантов.

Многие автолюбители уже прекрасно знают, что такое рулевая рейка и зачем она нужна в машине. В автомобилях это своего рода связующее звено, созданное для связи водителя с колёсами его транспортного средства. При повороте руля именно РР позволяет колёсам повернуться с таким углом и скоростью, как это необходимо водителю, чтобы развернуться или совершить какой-нибудь иной манёвр.

Что касается того, где же находится автомобильная рулевая рейка, то тут можно ответить довольно просто. Находящийся между рулевым колесом и колёсами механизм выступает в качестве преобразователя вращения вала руля в горизонтальное смещение тяг.

Интересно и то, что раньше на автомобили устанавливались исключительно червячные механизмы, на смену которым пришли рулевые рейки. Но не стоит воспринимать РР как продолжение и развитие червячных устройств. Это совершенно иное направление в разработке рулевого управления.

Впервые РР появились на автомобилях, которые выпускались ещё в 19 веке. Тогда конструкция была максимально примитивной, состоя из шестерни, размещённой на рулевом валу, а также соединённой рейкой.

Но на тот момент рейка не завоевала большой популярности. Машины начали оснащать более сложными механизмами, в числе которых был и некогда самый востребованный червячный вариант. Лишь в конце прошлого века инженеры снова обратили внимание на уже достаточно забытый реечный рулевой механизм, и снова начали использовать его в конструкциях автотранспортных средств. Вторая попытка оказалась невероятно удачной. В результате РР активно используются до сих пор, и их конструкцию продолжают развивать и совершенствовать.

Стараниями инженеров и конструкторов мы получили 4 разновидности рулевых реечных механизмов. А именно:

механические;
электрические;
гидравлические;
электрогидравлические.

Каждый из вариантов исполнения устройства заслуживает отдельного внимания и более детального рассмотрения.

Механические

Если говорить о схемах рулевых реек, то именно у механических устройств она самая простая. Но при этом механические РР наиболее универсальные, что позволяет устанавливать их на автотранспортные средства с передним и задним типом привода.

Повороты колёс, связанных с системой рулевого управления, осуществляются за счёт прикладываемой водителем физической силы. Одной из особенностей системы механического типа является то, что здесь используется переменное передаточное число. Это означает, что шаг зубцов меняется в направлении от середины к краям.

На практике это выглядит следующим образом. Когда машина движется на высокой скорости, углы поворота становятся минимальными. От этого создаётся эффект тяжёлого рулевого колеса, что обусловлено именно большим передаточным числом. Когда же автотранспортное средство паркуется, то есть скорость минимальная, а руль приходится выворачивать до крайнего положения, передаточное число уменьшается, и от этого руль удаётся с относительной лёгкостью повернуть, не прикладывая большие физические усилия. Эта особенность позволяет компенсировать недостаток в виде отсутствия усилителя.

Схема механической системы рулевой рейки включает в себя несколько основных компонентов. Среди них следует выделить такие:

картер, изготовленный из алюминия. В нём предусмотрена специальная полость, где располагается гофрированная защита, которая предотвращает механизм от повреждения и преждевременного износа;
шестерня или зубчатое колесо привода. Она располагается внутри корпуса рулевого механизма, и удерживается там с помощью специального надёжного подшипника. Он всё равно может выходить из строя и требовать замены, но на практике подшипник служит достаточно долго и эффективно;
пружина. Её задача заключается в том, чтобы плотно прижать рулевую рейку по отношению к шестерне. Это позволяет создавать максимально плотное сцепление зубьев;
втулка, предусмотренная для шарнира тяги. Она осуществляет свою работу в определённом заданном инженерами интервале, а также обеспечивает нужный ход для механической рулевой рейки автомобиля.

Несмотря на свою простоту и надёжность, механические узлы постепенно уходят в прошлое.

Электрические

Теперь следует рассмотреть, как работают рулевые рейки уже электрического типа. Тут речь идёт про устройство рулевой рейки, оснащённой специальным рулевым электроусилителем или просто ЭУР.

У ЭУРа есть свои особенности конструкции и работы. Основной принцип функционирования устройства заключается в наличии электрического двигателя. Этот электромотор позволяет с максимальной точностью передавать усилие, с которым водитель воздействует на рулевое колесо.

В зависимости от конструктивных особенностей и исполнения устройства, электроусилители устанавливают в автомобилях на рулевой вал, либо же интегрируют в рейку. Есть также возможность встроить электродвигатель в рулевую колонку, но этот вариант считается самым опасным, несмотря на наименьшую стоимость реализации конструкции. Если электромотор разместить внутри рулевой колонки автомобиля, при его поломке машина фактически станет неуправляемой. Последствия подобной неисправности, которая может произойти прямо во время движения авто, представить не сложно. Водитель потеряет управление, не сможет подавать команды передним колёсам. Подобная неисправность встречалась на ЭУР, которые устанавливались на первое поколение автомобиля Lada Priora. Машины первых лет выпуска славились низким уровнем надёжности электроусилителей рулевого управления.

А вот схема интегрирования с рейкой позиционируется как самая безопасная. Её применяют на автотранспортных средствах высокого класса. Во многом это обусловлено стоимостью реализации схемы.

Несмотря на определённые недостатки электроусилителей, которые характерны в большей степени только при одном варианте их размещения, электрические РР обладают широким перечнем преимуществ:

ЭУР позволил добиться отличных показателей коэффициента полезного действия;
хотя в конструкции используется электродвигатель, система всё равно получилась более чем простой;
весь узел не занимает много места, что позволяет говорить о компактности решения и выделять это качество как одно из преимуществ;
электрические рейки не боятся изменений погодных условий. Потому они одинаково эффективно работает при сильной жаре и при заморозках;
важной особенностью и преимуществом можно назвать факт отсутствия в узле каких-либо рабочих жидкостей. Это позволяет исключать проведение разных работ по их замене, не нужно контролировать утечки и пр.;
конструкция не предусматривает использования трубок, прокладок, сальников и прочих элементов, которые можно считать слабым или уязвимым местом системы. Такая особенность выделяет ещё один важный плюс в виде высокого уровня надёжности;
рулевая рейка электрического типа, оснащённая электромотором в качестве усилителя, расходует минимум энергии. Это обусловлено тем, что электромотор включается в работу лишь тогда, когда водитель поворачивает руль. При передвижении на высокой скорости электродвигатель также отключается;
некоторые воспринимают ЭУР как что-то дорогое и сложное. Но практика говорит об обратном. Устройство получилось надёжным и доступным по цене. При необходимости, если двигатель всё же выйдет из строя, на покупку нового электромотора тратить большие деньги не придётся. ЭУР относится к относительно недорогим устройствам;
приятным бонусом ко всем перечисленным ранее преимуществам станет факт быстрого возврата рулевого колеса в его нейтральное положение.

Объективно электрические рулевые рейки обладают солидным перечнем преимуществ. При этом выделить какие-то явные недостатки, если не говорить об электромоторах, интегрированных в рулевую колонку, сложно.

Гидравлические

Эти рулевые рейки считаются главными конкурентами электрических систем. Но если посмотреть, как устроены рулевые рейки гидравлического типа, ничего общего с конкурентами вы не увидите.

Принцип работы гидроусилителя или ГУР основывается именно на использовании гидравлической жидкости. С её помощью передаётся усилие, прикладываемое водителю к рулевому колесу. Это позволяет создать достаточно лёгкое и точное управление транспортным средством.

За счёт использования гидравлической системы, неровности на дорогах и проезды по ямах на так сильно ощущаются и передаются на рулевое колесо. То есть водитель меньше ощущает все прелести отечественных автодорог. Это объясняется особенностью конструкции гидравлической рулевой рейки, где все удары гасятся за счёт работы гидроусилителя.

Но при этом высокое давление гидравлической жидкости, которое возникает непосредственно в момент удара, негативно сказывается на состоянии и работоспособности всего рулевого узла.

Если в случае с ЭУР выделяли внушительный список достоинств системы, то здесь в основном акцентируют внимание на имеющихся недостатках. ГУР действительно имеет ряд минусов, среди которых выделяют наиболее значительные.

уровень информативности руля весьма низкий, если сравнивать с электрическим аналогом рулевой рейки;
отсутствует качественная и достаточно хорошая обратная связь у руля;
работа системы основывается на создании высокого давления, из-за чего страдает надёжность гидроусилителя;
в конструкции с гидроусилителем применяются различные сальники, трубки и уплотнители. Это слабые места гидравлической системы. Здесь довольно часто возникает протечки, которые приходится устранять. Трубки, сальники и прокладки подлежат замене;
система работает постоянно. Если привести пример электроусилителя, где электромотор включается исключительно по мере необходимости, в случае с гидроусилителем всё иначе. Насос работает постоянно, то есть непрерывно обеспечивает циркуляцию рабочей жидкости по системе. Это происходит даже в ситуациях, когда двигатель запущен, но машина стоит неподвижно. Такая особенность работы негативно сказывается на состоянии. Система быстрее изнашивается и требует ремонта, либо замены;
гидравлические типы рулевых реек чаще требуют ремонта, нежели электрические. Плюс автовладельцу приходится заниматься такими мероприятиями как замена гидравлической жидкости. Процедура не самая тяжёлая, но всё же накладывает дополнительные обязанности и хлопоты.

Такой обширный перечень недостатков привёл к тому, что на легковых автомобилях ГУР применяется редко. Зато гидроусилители стали наиболее эффективным решением при создании системы управления на грузовиках и большегрузных машинах. Рулевые рейки гидравлического типа, где применяется гидроусилитель, позволяет передавать более высокое усилие. Электродвигатель в этом компоненте справляется с передачей усилия на грузовых авто значительно хуже.

Электрогидравлические

Ознакомившись с устройством рулевых реек с гидроусилителем, а также изучив слабые стороны ГУР и достоинства ЭУР, никого не удивит появление гибридной системы рулевого управления.

Примерно понимая, как устроена рулевая рейка, эксплуатируемая с гидроусилителем и электроусилителем, можно также понять и суть электрогидравлической системы.

Фактически появление электрогидравлической рейки стало логическим продолжением обычной классической гидравлики. Как и в случае с ГУР, основным рабочим компонентом узла остаётся гидравлическая жидкость, перекачивая насосом. Вопрос лишь в том, как именно приводится в движение этот насос.

В обычных гидроусилителях помпа, перекачивающая гидравлическую рабочую жидкость, функционировала от главного двигателя. В этом проявлялась одна из проблем ГУР, которая привела к появлению сразу нескольких объективных недостатков. Потому инженеры решили устранить этот недочёт, установив отдельный электродвигатель для работы насоса. Теперь ДВС из системы исключили.

Такое нововведение позволяет говорить о новом виде рулевой рейки электрогидравлического типа. Внедрение электрического мотора для работы насоса устранило недостатков в виде низкой информативности и отсутствия обратной связи.

На практике работу электрогидравлической рейки можно описать примерно следующим образом. По мере увеличения скорости движения автотранспорта электромотор создаёт меньшее давление. Это позволяет делать рулевое управление достаточно жёстким при высокой скорости, создавая более безопасные условия движения.

Признаки неисправностей

От исправного состояния системы рулевого управления напрямую зависит безопасность движения автомобилиста на своём транспортном средстве. Потому при первых же признаках неисправностей рулевой рейки следует незамедлительно принимать меры по их устранению.

Первым делом автовладельцы должны понимать, как именно определить неисправности рулевых реек. Сделать это не так сложно, если знать про характерные симптомы и признаки приближающейся поломки установленной на автомобиль рулевой рейки.

Да, точно подтвердить или опровергнуть неисправность рулевой рейки можно путём диагностики и проведения демонтажных работ. Но порой даже косвенных признаков достаточно, чтобы подтвердить диагноз.

Для начала запомните, что рулевая рейка не ломается на ровном месте, если речь не идёт о попадании в яму или ДТП. Существуют определённые признаки, указывающие на износ и приближающуюся серьёзную неисправность. Потому перед тем как проверить рулевую рейку, прислушайтесь к поведению своей машины. Она сама подскажет вам, что возникли какие-то неполадки, которые вскоре могут обернуться дорогостоящими и опасными поломками.

В зависимости от типа рулевой рейки, могут проявляться те или иные признаки. Рассмотрим основные из них:

если это рулевая рейка гидравлического типа, тогда неисправность можно определить по постоянному падению уровня жидкости в специальном бачке;
также в случае с ГУР возможно появление следов от гидравлической жидкости, которые накапливаются в пыльниках тяг;
управление стало заметно более чувствительным. Даже когда вы осуществляете небольшой поворот рулевого колеса, машину практически бросает из стороны в сторону;
поворот руля не соответствует углу, на который поворачиваются передние колёса автотранспортного средства;
ещё руль может не возвращаться в своё исходное центральное или нейтральное положение, либо плохо это делать, когда машина завершает манёвр и возвращается к прямолинейному движению;
когда рулевое колесо находится в центральном положении, усилие может пропадать. Это указывает на неисправность в системе;
порой автомобилисты сталкиваются с тем, что руль начинает буквально самопроизвольно вращаться. Плохой признак, указывающий на необходимость срочно заняться ремонтом;
когда руль вращается, усилия отсутствуют вовсе. Это потенциально указывает на выход из строя гидравлики или электромотора;
при езде в условиях мелких неровностей создаётся сильный стук и передаётся в руль. Но он может уменьшаться, когда рулевое колесо выворачивается в крайние положения;
руль полностью заклинивает, его не удаётся повернуть ни в одну из сторон;
управлять машиной становится практически невозможно, поскольку для любого манёвра требуется прикладывать огромное усилие.

Появление хотя бы одного из перечисленных признаков говорит о том, что с рулевым управлением возникли проблемы. Неисправность может сохраняться в виде едва заметных симптомов длительное время, либо же в один момент привести к серьёзной поломке, которая наиболее опасна именно во время движения машины.

Это говорит о том, что даже слабо проявляемые признаки проблем с рулевой рейкой игнорировать ни в коем случае нельзя. В подобных ситуациях следует обратиться в автосервис, либо же заехать в собственный гараж для самостоятельного решения образовавшейся проблемы. Порой выполнить ремонт можно своими руками. Это не так сложно, если следовать инструкциям, соблюдать рекомендации автопроизводителя, а также не забывать о технике безопасности.

Преимущества и недостатки

Если подводить общий итог по всем разновидностям рулевых реек, можно выделить несколько сильных и слабых сторон подобных систем.

К преимуществам можно отнести следующие моменты:

конструкции всех типов занимают мало места, они компактные и достаточно простые;
многие неисправности можно решить своими силами, избегая дополнительных трат на услуги автосервисов;
рулевые рейки с гидроусилителем, электроусилителем и обычного механического типа обладают небольшим весом;
при грамотной эксплуатации не требуется постоянный уход и частое обслуживание;
системы обеспечивают точное управление, поскольку колёса прекрасно слушаются руля;
стоимость всех видов усилителей небольшая, а потому ремонт рулевых реек обходится сравнительно дёшево.

Но параллельно не стоит упускать тот момент, что неровности дороги могут ощутимо передаваться на руль. А это создаёт определённый дискомфорт для водителя. Также автовладельцу всё же приходится заниматься профилактическим обслуживанием, проверяя уровень жидкости, подтягивая соединения, инспектируя состояние трубок, уплотнителей и пр.

Рулевые рейки относятся к категории достаточно надёжных узлов автотранспортного средства. При этом срок службы или эксплуатационный период зависит от целого ряда фактора. А именно:

условия эксплуатации;
стиль вождения;
условия хранения и содержания машины;
качество сборки;
используемые детали;
качество проведённого ремонта;
наличие коррозии и ржавчины.

Если постоянно держать автомобиль в условиях повышенной влажности и сырости, свою роль сыграет процесс образования коррозии, которая с лёгкостью сможет разрушить рулевую рейку с течением времени. Также на состояние РР негативно влияет частая езда по кочкам, ямам и всевозможным неровностям. Постепенно они снижают ресурс узла, провоцируют усталость металла и в результате рейку приходится менять или частично ремонтировать.

Применительно к легковым автомобилям, именно реечные рулевые механизмы остаются наиболее востребованными и актуальными. Объясняется это простотой конструкции, малой стоимостью механизмов, а также их небольшими размерами. Пока лучшей альтернативы для категории легковых машин не предусмотрено.

drivertip.ru

Распределитель рулевой рейки и его неисправности

Половина современных автомобилей оснащается гидроусилителем руля. Благодаря этому великому — в масштабах автомеханики — изобретению рулить стало намного легче, у руля повысилась острота и управление стало более плавным.

Конструкция гидравлической рулевой рейки предусматривает гидроцилиндр, разделенный поршнем на две полости. В зависимости от того, куда поворачивается руль, масло подается либо в правую, либо в левую полость. Значит, между рулем, насосом ГУР и гидроцилиндром есть механизм, который направляет гидравлическую жидкость в определенную часть силового цилиндра.

Как устроен распределитель

Детали распределителя

За процесс перераспределения масла в правую-левую полости силового цилиндра отвечает распределитель. Многие водители знают, что это, но очень отдаленно представляют себе, как он устроен и работает.

А состоит он из трех частей:

Нижняя часть — шестерня, которая взаимодействует с зубчатым сектором рейки и отвечает за механическое движение рулевого механизма.
Золотник (она же распределительная катушка) открывает и закрывает перепускные каналы и направляет масло в соответствующие полости силового цилиндра, когда вал распределителя поворачивается вправо или влево.
Торсион — следящее устройство, которое обеспечивает строго дозированное вспомогательное усилие. Когда водитель поворачивает руль, торсион закручивается, и золотник открывает каналы.
Шлицевая часть, соединяется с рулевым валом, и через торсион крепится к нижней части, через штифт.
Подшипник распределителя — обеспечивает вращение валов.
Сальники и другие резиновые уплотнители обеспечивают герметичность механизма.

Почему ломаются распределители

Коррозия распределителя

Итак, распределитель перенаправляет жидкость. Механизм этот износостойкий, несмотря на подвижные детали в конструкции. Но ничто не вечно под луной, и, несмотря на то, что золотниковый механизм спрятан внутри рейки, постоянно смазывается маслом и защищен корпусом от внешних воздействий, он все равно ломается.

Причины бывают разными:

распределитель мог повредиться, если автомобиль попадал в ДТП;
кустарный некачественный ремонт — распределитель часто повреждают энтузиасты во время любительского ремонта в гаражике под пиво, либо непрофессиональные автомеханики на СТО;
механический износ распределителя — случается, когда водитель долгое время откладывает ТО автомобиля на потом;
мало масла в системе или масло грязное.

Неисправности распределителей: как распознать и что делать

Что случилось: течь распределителя.

Появляется, если по распределителю расползлась ржавчина и зашла под верхний сальник-пыльник. Из-за постоянного взаимодействия с подвижными элементами распределителя и контакта с горячим маслом изнашиваются резиновые уплотнители — сальники, кольца.

Проявления: руль проворачивается рывками, либо вообще не вращается, потому что нарушена герметичность системы.

Как починить: как и с другими проявлениями коррозии — при легком повреждении шлифуем, при глубоком — меняем поврежденные элементы либо весь механизм. Изношенные уплотнительные элементы нужно заменить.

Что случилось: на внутренней поверхности корпуса распределителя появилась выработка — бороздки.

Такая неисправность называется “кольцевым износом”. Кольцевой износ появляется из-за того, что уплотнительные кольца распределительной катушки вращаются вместе с ней, плотно прижимаются к стенкам корпуса и потихоньку “выбивают” частицы металла. Со временем они перестают обеспечивать необходимую герметичность и удерживать поток масла.

Проявления: в этом случае при повороте руля влево-вправо жидкость возвращается в бачок и не дает усилия, которое давит на поршень рейки. Соответственно, руль становится тугим.

Как починить: если выработка некритична, корпус распределителя гильзуют.

Что случилось: механический износ торсиона и катушки.

Обычно изнашиваются крепления распределительной катушки, она разбалтывается и произвольно перекрывает каналы для масла. Торсион обычно изнашивается механически — металл, все-таки, имеет свойство устаревать.

Проявления: самопроизвольное вращение руля, колеса с запозданием отзываются на повороты руля.

Как починить: взять торсион с донора, или заменить весь распределительный узел.

Что случилось: коррозия зубьев шестерни.

В первую очередь, ржавчина съедает центральные зубья, потому что большую часть времени шестерня находится в нейтральном положении (когда автомобиль едет прямо). Эта проблема — следствие порванных пыльников рулевой рейки, когда внутрь механизма попадает вода, грязь и реагенты с дороги.

Проявления: хруст и вибрации при повороте руля, тугой руль.

Как починить: если коррозия поверхностная, то есть возможность отшлифовать деталь. Если коррозия глубокая, то придется менять запчасть.

Что случилось: износились зубья шестерни.

Если рулевую рейку неправильно отрегулировали — не дотянули, или зубчатая пара со временем разболталась, шестерня и зубья вала рейки взаимно разрушаются. Попросту — они бьются друг о друга во время движения.

Проявления: рейка гремит, руль вибрирует, автомобиль плохо слушается руля.

Как починить: изношенные валы придется заменить.

Что случилось: рассыпался подшипник распределителя.

Подшипники — чисто механические элементы. Поэтому они разрушаются, в первую очередь, от механического трения. Любители активно порулить-поскакать по бездорожью должны быть готовы к тому, что подшипник золотникового механизма придется менять раньше, чем хотелось бы. Ну и, конечно, ржавчина разрушает подшипники на ура. Многие водители даже не подозревают, что у распределителя есть свой пыльничек и за его состоянием тоже надо следить.

Проявления: люфтит руль, стучит под капотом слева.

Как починить: нужно полностью перебирать распределитель, изношенный подшипник менять.

Ремонт распределителя

Ремонт распределителя рулевой рейки

Вот наступил тот момент, когда рулевое управление вашего авто начало сбоить. Как понять, что “полетел” именно распределитель, ведь проявления поломок РУ так похожи между собой? Неисправности распределителя проявляются так:

Руль не слушается. Выход из строя распределителя. Он должен перегонять жидкость влево-вправо, но этого не происходит. Скорее всего, вышла из строя распределительная катушка.
Самопроизвольное вращение руля. Нет, это не полтергейст, если торсионная часть в распределительном механизме свернутая, то руль в автомобиле может вращаться самопроизвольно (при запущенном двигателе).
Разное усилие рулем влево-вправо, или в обе стороны: неисправна та же катушка.
Коррозия распределителя: если на распределительный механизм долгое время попадала влага и грязь.
Шум распределителя: при спокойном положении руля с заведенным двигателем этот звук будет слышен в салоне. Сели за руль, включили двигатель, насос начал создавать давление, и вы услышите звук — шипение, похожее на свист спущенной шины. Вы не трогаете руль — он есть, если вы сместили руль влево-вправо — шум пропадает. Значит, дело в распределителе.
Закусывания руля в одну или в обе стороны, особенно при непрогретом двигателе.

Как видно, проявлений много, и не всегда водитель сможет определить, что сломался именно распределитель.

Если вы заметили странное поведения руля, не гадайте, а пройдите диагностику на СТО, ведь лучше вовремя отремонтировать распределитель, чем потом покупать целую рулевую рейку. Исправного вам распределителя!

steering.com.ua

Особенности конструкции гидравлической рулевой рейки

Основная часть современных легковых автомобилей уже долгие годы использует гидравлический усилитель рулевого управления. Гидравлика обеспечивает надежную и четкую работу рулевого механизма, что позволяет управлять автомобилем безопасно и с максимальным комфортном. Сегодня подробно рассмотрим довольно важную часть конструкции практически любого авто.

Для начала давайте подробно рассмотрим из каких основных элементов состоит рулевое управление с гидравлическим усилителем.

1. Насос ГУР
2. Расширительный бачок
3. Трубки высокого давления
4. Патрубки низкого давления (обратка)
5. Рулевой вал
6. Корпус рулевой рейки с гидроцилиндром
7. Рулевые тяги

А теперь рассмотрим принцип работы такой системы.

Все начинается с бачка с гидравлической жидкостью, которая по патрубку попадает в гидронасос. ГУР создает высокое давление, которое по трубке высокого давления подается в рулевою рейку. Внутри обычно стоит гидропоршень перемещаемый избыточным давлением жидкости. Поршень находится в герметичном цилиндре и перемещает штоки, а те в свою очередь двигают рулевые тяги. Жидкость, которая уже не участвует в работе по шлангу низкого давления (обратка) поступает обратно в бачок ГУР и все повторяется снова.

Водитель, поворачивая рулевое колесо, заставляет жидкость поступать в гидроцилиндр, где поршень перемещается под воздействием давления смещая штоки. Подобная система должна обеспечивать полную герметичность, поэтому особое внимание стоит обращать на сальники рулевой рейки и специальные тефлоновые кольца https://steering-shop.com/katalog/teflonovye-kolca.html обеспечивающие долговременную работоспособность гидроцилиндра. Неисправность этих деталей может вызвать течь жидкости, а это в свою очередь неисправность всей системы и насоса ГУР.

На многих машинах усилие создаваемое рейкой на колеса может регулироваться с помощью электромагнитного клапана. Принцип работы следующий — при высокой скорости клапан закрывает доступ жидкости к рейке, тем самым ограничивая усилие. Ведь на большой скорости даже без ГУР можно легко вращать рулевое колесо, поэтому дополнительного усилия просто не нужно. А вот на минимальной скорости или вообще на парковке электромагнитный клапан полностью открывается и создается максимальное давление в системе. Именно благодаря данному конструктивному решению при любой скорости обеспечивается максимальное комфортное усилие на рулевом колесе. На некоторых машинах можно даже отрегулировать усилие вращения рулевого колеса по своему желанию.

Не стоит забывать, что при всей своей надежности ГУР требует ухода в течении всей эксплуатации. Первое на что нужно обратить внимание, это на постоянное поддержания уровня жидкости в расширительном бачке. Если жидкость уходит, то скорее всего прохудились шланги или трубки, а может настала пора менять сальники рулевой рейки. Пониженный уровень жидкости может привести к поломке насоса ГУР. Ведь именно эта жидкость используется для смазки самого насоса изнутри.

autoclub99.ru

Конструкция рулевого управления автомобиля

Управляемость автомобиля напрямую зависит от конструкции и состояния узлов рулевого управления. Практически все современные автомобили оснащаются гидроусилителем руля. Но не все автолюбители представляют принцип работы гидроусилителя руля. В связи с этим, когда машину начинает уводить в сторону, основная масса водителей пытается решить проблемы неправильной работы рулевого управления на «сход-развале». Конечно опытный развальщик может выставить углы установки колес таким образом, что бы они «сопротивлялись» уводу автомобиля в сторону из-за неправильной работы гидроусилителя.

Например если неправильно работает золотниковый механизм, то давление в силовом цилиндре при повороте вправо и влево будет разным, а значит и усилие на руле будет разным. Другой пример, при отсутствии усилия на руле (прямолинейное движение автомобиля) рабочая жидкость все равно попадает в цилиндр под давлением по одной магистрали высокого давления, при этом руль, а самое главное и колеса, будет поворачиваться в сторону, при этом машину начинает тянуть. Бывали случаи, когда на стенде сход-развала (на пятаках) на заведенной машине, при отпущеном руле, колеса поворачивались сами до упора.

В золотниковом механизме (роторный управляющий клапан) совмещены маслопровод подачи и стока. Гидравлическая жидкость перетекает из трубопровода высокого давления в масляный резервуар, не выполняя никакой работы.

Конструкция и принцип функционирования элементов гидроусилителя рулевого управления — схема работы

Принцип действия реечного механизма с гидроусилителем. В корпусе рейки — торсионный стержень, связанный с рулевым валом. При повороте рулевого вала (колеса), стержень, поворачиваясь, перемещает золотник. Золотник приоткрывает отверстия каналов, идущих к силовому цилиндру. Цилиндр передвегает рейку, снижая усилие на руле. При отсутствии усилия на руле, ротор возвращается в исходное положение, а жидкость перепускается обратно в бачок.

Функциональная схема системы гидросусилителя руля

1 — Силовой цилиндр
2 — Поршень рулевой рейки
3 — Шток рулевой рейки
4 — Вал ведущей шестерни
5 — Трубка А
6 — Трубка В
7 — Роторный управляющий клапан
8 — Рулевой вал
9 — Рулевое колесо
10 — Чувствительный к изменениям давления клапан
11 — Резервуар гидравлической жидкости
12 — Шиберный насос
13 — Редукционный клапан
14 — Шланг В
15 — Клапан регулировки расхода
16 — Двигатель
17 — Насосная сборка
18 — Шланг А
19 — Камера А
20 — Камера В

Общая информация

Привод рулевого насоса осуществляется непосредственно от двигателя с помощью ремня.

При прямолинейном движении автомобиля чувствительный к изменениям давления клапан-переключатель насосной сборки остается открытым, обеспечивая сброс гидравлической жидкости обратно в резервуар системы гидроусилителя руля..

За счет клапана регулировки расхода давление гидравлической жидкости поддерживается практически постоянным при любых оборотах двигателя. Под регулируемым напором гидравлическая жидкость подается по шлангу А к роторному управляющему клапану.

При поворачивании рулевого колеса соединенный с валом ведущей шестерни роторный клапан открывает гидравлический контур в направлении, соответствующем направлению поворота колес и гидравлическая жидкость по трубке А или В подается в соответствующую (А или В) рабочую камеру.
Поскольку рулевой вал через роторный управляющий клапан механически соединяется с валом ведущей шестерни, потери управления не происходит даже в случае отказа системы гидроусиления.

Конструкция и принцип функционирования рулевого механизма

Основу гидравлической части рулевого механизма составляют объединенные в общую сборку роторный управляющий клапан и силовой цилиндр реечной передачи. Шток рулевой рейки в используемой конструкции играет роль поршня в силовом цилиндре, сквозь роторный клапан проходит вал ведущей шестерни. Рабочие камеры цилиндра и роторного клапана соединены между собой посредством двух гидравлических трубок.

Конструкция роторного управляющего клапана (золотниковый механизм)

1 — Торсионный стержень
2 — Муфта
3 — Ротор
4 — Ведущая шестерня
5 — Аварийное зацепление шестерни с ротором

Схема функционирования роторного клапана при отпущенном рулевом колесе

1 — Камера А
2 — Камера В
3 — V1
4 — V2
5 — V3
6 — V4
7 — От рулевого насоса
8 — К А
9 — К В

Управляющий клапан состоит из вращающегося вместе с рулевым валом ротора, ведущей шестерней, введенной в зацепление с ротором посредством торсионного стержня и вращающейся вместе с шестерней муфты. Конструкция клапана представлена на рисунке. В роторе и муфте клапанной сборки предусмотрены канавки С и D, образующие проходные каналы с V1 по V4 для потока гидравлической жидкости.

Нарушение исправности функционирования системы гидроусиления (например, в результате обрыва ремня) приводит к отказу повышения гидравлического давления, в результате чего прикладываемый к рулевому колесу крутящий момент начинает механически передаваться от ротора управляющего клапана непосредственно на ведущую шестерню рулевого механизма. Но при этом усилие не руле значительно увеличивается.

emg.by