Устройство рулевой рейки с гидроусилителем и электроусилителем

Рулевая рейка или, как более правильно, реечный рулевой механизм – это конструкция преобразующая вращение вала руля в горизонтальное перемещение тяг. Связующее звено между водителем, который поворачивает руль и колесами. На большинстве современных легковых автомобилей установлен данный вид рулевого механизма, который пришел на замену червячному.

Однако это не логическое продолжение червячного механизма. Впервые рулевая рейка была установлена на автомобилях девятнадцатого века, в примитивной вариации из шестерни на рулевом валу и сцепленной с ней зубцами рейки.

Позже ее вытеснили сложные механизмы, в том числе и червячный, только в конце двадцатого века конструкторы вновь вернулись к реечному виду конструкции. Конструкция стала настолько удачной, что модернизация продолжается до сих пор.

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:

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 состояние всей системы.

К минусам относится:

• плохая информативность руля, отсутствия хорошей обратной связи;
• плохая надежность из-за большого давления при работе;
• протечка и регулярная замена сальников, прокладок, трубок;
• постоянная работа системы, даже если неподвижно стоите с заведенным мотором, насос будет циркулировать жидкость в системе;
• проблемы при ремонте, приходиться менять жидкость.

Несмотря на приличное количество минусов на большегрузных машинах стоит гидравлическое рулевое управление, поскольку электромотор не способен передать такое усилие, которое обеспечивает жидкость.

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.

Преимущества и недостатки реечного механизма

• простая малогабаритная конструкция;
• надежность;
• малый вес;
• точная передача усилий.

• хорошая передача ударов неровностей дорожного покрытия;
• периодичность обслуживания (подтяжка, замена масла).

Рулевая рейка один из важнейших механизмов автомобиля, который соединяет руль и колеса, а также является связующим звеном для них. Быстрое, точное реагирование и передача усилий на колеса является залогом Вашей безопасности. Поэтому конструкторы совершенствуют устройство рулевой рейка каждый год.

Отправить ответ

Вы должны быть зарегистрированы чтобы оставить комментарий

Вы должны быть зарегистрированы чтобы оставить комментарий

Источники: http://automorum.ru/sistemy-avtomobilya/rulevoe-upravlenie/ustrojstvo-rulevoj-rejki.html

Достаточно частый вопрос касаемо рулевых реек, просят рассказать обо всем – «пыльниках», «сальниках», «направляющих», гидравлическую конструкцию, электрическую конструкцию и т.д. Я обязательно постараюсь освятить все вопросы, чуть позже. Но очень частый вопрос от новичков, касаемо их видов. Сколько существует на данный момент, как работают. Именно с него я и начну, как мне кажется это логично для начала рассказать о типах устройств, а уже дальше рассматривать каждый отдельно …

Для начала вспомним, что это такое

Рулевая рейка – это узел автомобиля, который предназначен для управления колесами. Водитель поворачивает рулевое колесо, через специальные валы «поворот» передается на рейку, которая передает усилие колесам. Тем самым они отклоняются на нужный угол. Благодаря такой конструкции машина может объезжать препятствия, поворачивать, маневрировать, а не двигаться прямолинейно.

Этот узел эволюционирует вместе с машиной, раньше это была достаточно примитивная конструкция, сейчас все больше технологий закладывается в управление. Но и по сей день существует всего три основных вида рулевых реек. Давайте разберем подробнее.

• Обычная, без усилителей. Применялась еще в 70 – 80 года прошлого века на 90% автомобилей. Здесь все усилие поворота руля лежит на водителе, нет никаких усилителей, а поэтому руль провернуть не всегда легко.
• Рулевая рейка с ГУРОМ или гидроусилитель руля. По сути это такая же обычная рейка только к ней прибавляется специальный насос и замкнутый контур с сальниками (где качается специальная жидкость), который помогает поворачивать руль. То есть водителю не нужно прикладывать много усилий для поворота рулевого колеса. Особенно ценно это на тяжелых машинах (грузовиках, автобусах и внедорожниках).
• Рулевая рейка с ЭУРОМили электроусилитель руля. Это сухой тип усилителя, здесь не применяется масло, а принцип работы совершенно другой. Рядом с валом находится электрический двигатель с шестерней (питание происходит от бортовой сети), который помогает поворачивать руль. Ему отдает приказание ЭБУ, он видит, куда отклоняются колеса и приказывает электродвигателю помочь в повороте.

Если утрировать, то виды делятся так: — обычная механика со 100% применением мускульной силы, рейка с гидроусилителем и электроусилителем. Сейчас давайте разложим более подробно.

Собственно с нее все начиналось. Она простая и можно сказать не убиваемая. До сих пор ее можно встретить на некоторых машинах, таких как ВАЗ 2113 – 2115. Однако, если не ошибаюсь уже не устанавливается на новые модели. Все же сейчас везде ГУР или ЭУР.

Давайте бегло вспомним строение: — есть один рабочий вал (с шестерней), который ходит в металлическом корпусе, к нему подсоединены две тяги с рулевыми наконечниками, закрывается все это дело пыльниками. В зацепление с валом входит вал с червячной шестерней, который уже присоединяется к рулю. Это очень утрированно, посмотрите схему которая отображает конструктивную особенность.

Что может произойти с такой рейкой?

ДА практически ничего, самый распространенной поломкой является стук. Это когда направляющие внутри корпуса разбиваются. Но и здесь рейку можно подтянуть.

• Прочная и простая конструкция
• Легкий ремонт (чуть ли не своими руками)
• Дешевая цена

• Сложно крутить руль, особенно на стоянке
• Страдает маневренность и управляемость
• Обычная рейка не ставится на тяжелые машины
• Морально устарела

С этого устройства все начиналось, оно сделало свое дело, дало толчок для развития новых технологий.

Инженеры всегда бились над комфортом и повышением управляемости, маневренности. Особенно остро стоял вопрос на грузовых авто, ведь там руль без усилителя мог крутить только физически развитый человек.

Первым появляется рулевое управление с гидравлическим усилителем руля, сокращенно ГУР.

Я не буду рассказывать сложно, а постараюсь рассказать простыми словами. Если можно утрировать, то ГУР устанавливается на обычную рулевую рейку, однако вносит ряд изменений.

Появляются такие понятие как:

• Пластинчатый насос. Приводится в движение при помощи ременной передачи от двигателя, таким образом, нагнетает давление в 50 – 100 БАР
• Поршень. Который устанавливается на валу, давление масла его может толкать либо в одну, либо в другую сторону.
• Распределитель или торсион. Это так называемое «следящее устройство», которое дозирует подачу специальной жидкости (а тут применяется ATF как в автомате), в ту или иную сторону поршня. Благодаря чему поршень толкается в ту или иную сторону. По сути принцип шприца.

Если отобразить все схематично, то получается:

Работа гидроусилителя состоит – пока вы едите ровно и не крутите руль, давление, которое создалось в масле ходит по кругу, «насос – бачок», оно не принимает участие в работе.

После того как вы поворачиваете руль в нужную вам сторону, торсион (распределитель) начинает открывает одну сторону и зажимает другую, таким образом давление масла поступает в поршень с нужной стороны, толкая его. Благодаря чему вы легко можете крутить руль в ту или иную сторону. Наверное, не поняли, смотрите обязательно видео под статьей, там все разложу на пальцах.

• Легкая маневренность и управление
• Легкий руль
• Даже тяжелые машины, может управлять, любой водитель

• ГУР забирает мощность у двигателя, потому что присутствует ременная передача
• Сложный и дорогой ремонт
• Усложненное строение
• Может течь, когда уходит жидкость, ездить становится сложнее в двойне
• Сделать самому навряд ли получится
• Присутствует жидкость в работе, которую также нужно менять

Если подвести итог, то гидроусилитель действительно облегчил работу водителей, особенно тех кто постоянно за рулем «большегрузов». Также стоит отметить, что этот узел сейчас является достаточно прочным, может ходить долгие тысячи километров, ТОЛЬКО обязательно стоит обращать внимание на состояние пыльников.

В этой статье я лишь затронул край айсберга, под название ГУР, скоро будет большая статья, где разберем его основательно.

Следующий вид (на данный момент, он якобы самый совершенный из оппонентов) – рулевая рейка с ЭУРОМ, электрическим усилителем руля. Как уже становится понятно, здесь применяется технология, которая сопряжена с электричеством, а не с гидравликой.

Знаете, как мне кажется технология более совершенная, хотя бы, потому что здесь почти сохранили первозданную рейку, в ней нет поршней и различных насосов.

ИТАК: Есть основной ваш, с набором зубьев и червячный вал, который передает усилие от руля. Так вот на червячный вал устанавливается шестерня, которую в свою очередь крутит электрический двигатель.

На руле есть специальные считывающие датчики, когда вы отклоняете руль, датчики передают на ЭБУ отклонение, а в свою очередь ЭБУ посылает сигнал на электроусилитель и он помогает вам поворачивать руль в ту или иную сторону. Вот так вот все просто.

• Отбора мощности от двигателя почти нет, либо она минимальна
• Узел очень компактный
• Просто ремонта, по сути это обычный электродвигатель
• Нет никаких жидкостей
• Может работать в нескольких режимах, например — город, трасса
• Также как и гидравлический оппонент облегчает управление
• Намного лучше работают с современными системами безопасности

• Присутствует электроника, она то и является слабым звеном, зачастую ломается не сам электродвигатель, а именно сопутствующая электроника
• Есть большая нагрузка на генератор. Поэтому в моделях с ЭУРАМИ применяют генераторы мощнее
• Эти виды отличаются капризностью к водной среде. Это и понятно, ведь электричество, поэтому нужно следить за состоянием чехлов и вообще корпуса

В любом случае, это еще один шаг вперед, конечно ГУРЫ сейчас ставят массово, но как мне кажется, рано или поздно все производители перейдут на ЭУРЫ, просто потому что это технология более прогрессивная и позволяет настраивать усилители более гибко. Хотя и у реек с гидроусилителем тоже много положительных моментов.

Сейчас смотрим небольшое видео, виды рулевых реек.

Проголосуйте, пожалуйста, что вы считаете лучше на данный момент ГУР или ЭУР

НА этом все, читайте наш АВТОБЛОГ, подписывайтесь на канал в YOUTUBE.

Источники: http://avto-blogger.ru/podav/vidy-tipy-rulevyx-reek.html

Рулевая рейка – это механическое устройство для передачи усилия с рулевого колеса на управляющие, поворотные тяги колёс. Или проще: устройство заставляющее передние колёса автомобиля, синхронно поворачиваться в ту сторону, в которую поворачивается рулевое колесо. Стоит рассмотреть принцип работы рулевой рейки.

На этом рисунке изображено как устроена рулевая рейка. Ориентируясь на цифровые обозначения также легко понять и как работает рулевая рейка. От поворотного устройства, которое вращает вал 27, вращение передаётся на шестерню 21. Та, соответственно, вращаясь вправо-влево перемещает зубчатую рейку 16, внутри корпуса рулевой рейки 17. Перемещаясь в горизонтальной плоскости, зубчатая рейка двигает прикреплённые к ней рулевые тяги 5 и 7, а те, в свою очередь, двигают колёсные рычаги 3.

Самым нагружаемым узлом рулевой рейки является сцепление между шестерней и зубчатой основой. Соответственно и неисправности возникают чаще всего в этой паре. Это может быть и простой износ зубьев, и механическое их разрушение. В случае небольшого износа, его можно устранить с помощью регулировки гайки, которая контролирует специальный упор. Он предназначен для сохранения оптимального расстояния между зубцами рейки и шестерни.

Ну, а в случае поломки зубьев, конечно, придётся менять уже либо зубчатую рейку, либо шестерню. Также возможен износ наконечника рулевой тяги 1. В этом случае производится замена детали. Также и шаровый наконечник 38. В основном такие работы проводятся во время технического обслуживания автомобиля.

Провернуть рулевое колесо при этой нагрузке, несмотря на удобное устройство рулевой рейки, не так-то просто. При движении, за счёт центробежных сил – это нетрудно. А если машина не движется? И тогда были разработаны устройства для облегчения этого процесса. Усилители руля. Они существуют двух типов.

Стоит рассмотреть их подробней.

Устройство рулевой рейки с гидроусилителем

Основной принцип работы рулевой рейки с гидроусилителем – передача мощности от работающего двигателя к зубчатой рейке с помощью гидравлического устройства. К двигателю пристроен насос, который создаёт давление в системе гидроусилителя руля. Приводится в действие он с помощью ременной передачи. Масло под давлением попадает в распределитель. На рисунке схематически показано как устроена рулевая рейка с гидроусилителем. На рулевом валу установлены специальные клапаны, пропускающие масло в маслопроводы и выпускающие его оттуда. На зубчатом валу установлен поршень двойного действия. В зависимости от того куда поворачивается руль, масло давит с одной стороны, и беспрепятственно уходит в бачок гидроусилителя, с другой.

Такая схема позволяет при работающем двигателе поворачивать колёса в любом направлении практически без усилий. Но такое усложнение системы увеличивает и количество возможных неисправностей. Это может быть и:

• неисправность насоса гидроусилителя;
• неисправность клапанов распределителя;
• повреждение поршневой системы гидроцилиндра;
• повреждения сальников гидроцилиндра;
• ослабление или обрыв ремня привода насоса.

Неисправности диагностируются и устраняются только опытными слесарями станций технического обслуживания. Самостоятельно лезть в систему гидроусилителя автовладельцам не стоит.

Гидравлический усилитель отлично помогает водителю управлять машиной. И всё-таки имеет один недостаток. Он может работать только при заведённом двигателе. Но этот вопрос решился созданием электрического усилителя. Они разработаны двух типов. Импортные усилители часто расположены непосредственно на корпусе рейке как показано на фото.

Здесь электромотор вращает шестерню, которая непосредственно двигает зубчатый вал в корпусе рейки. На валу рулевого колеса смонтированы датчики направления вращения. Они передают сигнал в электронный блок управления, находящийся прямо на двигателе. Реверсивный двигатель по этому сигналу перемещает рейку вправо или влево.

Российский вариант электроусилителя руля.

Здесь применили другой принцип. Электродвигатель встроен в привод вала рулевого колеса. Также получая сигналы с поворотных датчиков, он, включаясь в ту или иную сторону, отлично купирует усилие, прилагаемое водителем для поворота штурвала. Практически крутить руль можно одним пальцем.

Но усложнение устройства системы, как уже говорилось, ведёт к увеличению вероятности и количеству неисправностей. Кроме того, что сами по себе электрические усилители руля имеют множество деталей, эти запчасти ещё и довольно нежные. Электроусилитель руля состоит из следующих деталей и устройств.

• электронный блок управления;
• реверсивный двигатель с червячным приводом;
• поворотные датчики;
• датчик усилия.

Электронный блок – это мини-компьютер с заложенной программой и таблицами поведенческих ситуаций. Получая сигналы с датчиков, он передаёт их исполнительному механизму – электромотору. А уже тот, вращаясь, облегчает работу водителя. Здесь главной неисправностью в первую очередь может быть поломка электрического мотора либо износ щёток, либо короткое замыкание или обрыв якоря электродвигателя. Ещё возможен износ опорных втулок якоря.

В устройстве привода может поломаться червячная шестерня. Износ или поломка зубьев. Электронный блок управления достаточно надёжное устройство, однако, и он может выйти из строя или получить сбой программы.

Есть вероятность выхода из строя поворотных датчиков, что также приводит к отказу всей системы. Трудность диагностирования неисправностей электрического усилителя поворотного устройства в том, что эту процедуру можно провести только с помощью специального оборудования. То есть диагностическим сканером или подключением компьютерного диагностического комплекса.

Ремонт электроусилителя рулевой рейки доступен только в условиях хорошей станции технического обслуживания, имеющей в своём штате опытного слесаря по ремонту электрооборудования автомобилей. Стоимость ремонта этого устройства довольно высока, однако она в несколько раз ниже цены всего устройства в сборе.

Плюсом для водителя является тот факт, что эта система имеет индикационную лампочку на панели управления. Здесь уже можно не полагаться на тактильные ощущения. В случае каких-то неполадок сигнальная лампа немедленно известит об этом. Причём имеется набор сигналов для различных неисправностей. Лампа мигает с определённой ритмичностью или горит постоянно. Это сигнал о необходимости обращения на СТО.

На снимке видно горящую сигнальную лампу на панели приборов российских автомобилей серий «Приора» и «Калина». Это жёлтая лапочка с изображением рулевого колеса и восклицательного знака! Именно она является сигнализатором неисправности ЭУР.

На видео ниже можно просмотреть процесс ремонта, и улучшения устройства рулевой рейки ВАЗ:

Источники: http://mashintop.ru/term.php?id=1283