Рулевая рейка — ключевой элемент управления современным автомобилем, преобразующий вращение руля в поворот колёс. Это устройство стало стандартом для подавляющего большинства легковых машин. В этой статье подробно разберём, как устроена рулевая рейка, какие бывают её типы и как она функционирует.
Типы и устройство рулевых реек
Основная задача рулевой рейки — трансформировать усилие, приложенное водителем к рулевому колесу, в движение, необходимое для поворота управляемых колёс. На сегодняшний день выделяют три основных типа реек, отличающихся принципом действия:
- Механическая (без усилителя): Самая простая конструкция. Поворот руля через рулевую колонку напрямую вращает шестерню, которая сцеплена с зубчатой рейкой, заставляя её двигаться влево или вправо.
- Гидравлическая (ГУР): Наиболее распространённый тип. Для облегчения управления используется гидравлический усилитель. Водитель прикладывает меньше усилий, так как основную работу выполняет давление специальной жидкости.
- Электрическая (ЭУР): Современная альтернатива гидравлике. Усилие создаёт не гидравлика, а отдельный электродвигатель, который может быть встроен в рулевую колонку, рейку или рулевой вал.
Конструктивно рейка может иметь верхнее или нижнее расположение, что зависит от компоновки автомобиля. Верхние рейки крепятся к кузову в задней части моторного отсека, а нижние — к подрамнику или балке.
Обратите внимание: Mitsubishi L200 KB 2007 года выпуска, МКПП - не работает спидометр и указатель уровня топлива.
Конструкция механизма «шестерня-рейка»
Сердцевина системы — это пара «шестерня-рейка», размещённая в картере. Основные компоненты:
- Алюминиевый картер: Защитный корпус с внутренней полостью.
- Зубчатая рейка: Деталь с зубцами, которая перемещается вправо-влево.
- Ведущая шестерня: Устанавливается на подшипниках и входит в зацепление с рейкой.
- Прижимная пружина: Обеспечивает постоянный и плотный контакт зубьев рейки и шестерни, устраняя люфт.
- Ограничительные кольца и втулки: Определяют пределы хода рейки.
Такая схема обладает небольшим передаточным числом, что обеспечивает быструю и точную реакцию колёс на движение руля. Производители постоянно совершенствуют механизм. Например, в некоторых автомобилях BMW используется система с планетарным механизмом, которая автоматически меняет передаточное число в зависимости от скорости автомобиля: на малой скорости руль становится «лёгким» для парковки, а на высокой — «тяжёлым» для лучшей устойчивости.
Принцип работы рулевой рейки с гидроусилителем (ГУР)
Работа ГУР делает вождение комфортным, значительно снижая усилие на руле. Процесс выглядит так:
- Насос гидроусилителя, приводимый ремнём от двигателя, создаёт давление и подаёт жидкость в систему.
- В корпусе рейки находится распределитель (чаще всего золотникового типа), который контролирует поток жидкости. Ключевым элементом распределителя является торсион — упругий вал, встроенный в рулевой вал.
- Когда руль находится в нейтральном положении (автомобиль едет прямо или стоит), торсион не закручен, каналы распределителя перекрыты, и жидкость циркулирует по малому кругу, не воздействуя на рейку.
- При повороте руля колёса оказывают сопротивление, что приводит к закручиванию торсиона. Степень закручивания пропорциональна усилию водителя.
- Закрученный торсион смещает золотник распределителя, открывая каналы для подачи жидкости в одну из полостей силового цилиндра (интегрированного в рейку). Давление жидкости помогает перемещать рейку, совершая основную работу по повороту колёс.
Понимание принципа работы помогает в диагностике. Поскольку система герметична и работает под давлением, важно следить за состоянием сальников, пыльников и шлангов. Появление масляных подтёков под автомобилем — первый признак неисправности, требующий внимания.
Больше интересных статей здесь: Обзор.
Источник статьи: Как работает рулевая рейка.