Прылада, віды і прынцып працы рулявой рэйкі

Змест

Ад вясла да рэйкі эвалюцыя рулявога механізму
Агульная кампаноўка
Дзе знаходзіцца
Заключэнне

Рулявая рэйка гэта аснова рулявога кіравання транспартнага сродку, з дапамогай якога кіроўца накіроўвае колы машыны ў патрабаваны бок. Нават калі вы не збіраецеся самі правіць сваю машыну, тое разуменне таго, як уладкованая рулявая рэйка і якім чынам працуе гэты механізм, будзе карысна, бо ведаючы яе моцныя і слабыя бакі, вы зможаце кіраваць легкавіком ці джыпам больш беражліва, падаўжаючы тэрмін яго службы да рамонту.

Рухавік зяўляецца сэрцам аўтамабіля, але менавіта рулявая сістэма вызначае, куды ён паедзе. Таму кожны кіроўца павінен хаця б у агульных рысах разумець, як уладкованая рулявая рэйка яго машыны і якое яе прызначэнне.

Ад вясла да рэйкі эвалюцыя рулявога механізму

У старажытныя часы, калі чалавек толькі пачаў асвойваць зямлю і ваду, але кола яшчэ не стала асновай яго мабільнасці, асноўным сродкам перамяшчэння грузаў на вялікія (якія перавышаюць дзённы пераход) адлегласці сталі плыты і лодкі. Гэтыя сродкі руху трымаліся на вадзе, рухаючыся за кошт розных сіл, а для кіравання імі выкарыстоўвалі першую рулявую прынаду апушчанае ў ваду вясло, якое знаходзіцца ў задняй частцы плыта або лодкі. Эфектыўнасць такога механізму была крыху вышэй нулявой, а для накіравання плаўсродкі ў патрэбны бок патрабаваліся значныя фізічная сіла і цягавітасць.

Па меры росту памераў і водазмяшчэння караблёў праца з рулявым вяслом патрабавала ўсё больш фізічных сіл, таму на змену яму прыйшоў штурвал, які паварочваў пяро руля праз сістэму шківаў, гэта значыць быў першым рулявым механізмам у гісторыі. Вынаходства і распаўсюджванне кола прывяло да развіцця сухапутнага транспарта, але, яго асноўнай рухаючай сілай былі жывёлы (коні або быкі), таму замест механізму кіравання выкарыстоўвалі навучанне, гэта значыць на нейкае дзеянне вазніцы жывёлы паварочвалі ў патрэбны бок.

Вынаходства паравой усталёўкі і рухавіка ўнутранага згарання дазволіла пазбавіцца ад цягавага быдла і сапраўды механізаваць сухапутныя транспартныя сродкі, пасля чаго адразу ж прыйшлося вынаходзіць для іх рулявую сістэму, якая працуе па іншым прынцыпе. Першапачаткова выкарыстоўвалі максімальна простыя прылады, з-за чаго кіраванне першымі аўта патрабавала велізарнай фізічнай сілы, затым паступова перайшлі на розныя рэдуктары, якія падвышалі магутнасць паваротнага высілка на колах, але змушалі больш інтэнсіўна круціць руль.

Яшчэ адна праблема рулявога механізму, якую прыйшлося пераадольваць, злучана з неабходнасцю павароту колаў на розны кут. Траекторыя руху кола, размешчанага з унутранай, па стаўленні да павароту боку, праходзіць па меншым радыусе, а значыць, паварочваць яго трэба мацней, чым кола з вонкавага боку. На першых аўтамабілях гэтага не было, з-за чаго перадпакоі колы зношваліся значна хутчэй задніх. Затым з'явілася разуменне кута сыходжання, прычым, яго ўдалося забяспечыць, выкарыстоўваючы прынцып першапачатковага адхілення колаў адзін ад аднаго. Падчас язды па прамой гэта амаль не ўплывае на гуму, а на паваротах павялічвае ўстойлівасць і кіравальнасць аўтамабіля, а таксама змяншае знос пратэктара покрывак.

Першым паўнавартасным элементам кіравання стала рулявая калонка (пазней гэты тэрмін сталі ўжываць не да рэдуктара, а да механізму, які ўтрымлівае верхнюю частку складовага рулявога вала), аднак наяўнасць толькі адной сошкі патрабавала складанай сістэмы перадачы паваротнага высілка на абодва кола. Вяршыняй эвалюцыі такіх механізмаў стаў новы тып агрэгата, атрымалы назоў рулявая рэйка , ён таксама працуе па прынцыпе рэдуктара, гэта значыць павялічвае крутоўны момант, але, у адрозненне ад калонкі, перадае высілак адразу на абодва перадпакоя колы.

Агульная кампаноўка

Вось асноўныя дэталі, якія складаюць аснову схемы прылады рулявой рэйкі:

вядучая шасцярня;
стэлаж;
упор (прыціскны механізм);
корпус;
сальнікі, утулкі і пылавікі.

Прылада, віды і прынцып працы рулявой рэйкі

Рулявая рэйка ў разрэзе

Такая схема ўласцівая рэйкам любых аўтамабіляў. Таму адказ на пытанне як уладкованая рулявая рэйка заўсёды пачынаецца менавіта з гэтага спісу, бо ён паказвае агульную структуру агрэгата. Акрамя таго, у інтэрнэце выкладзена мноства фота і відэа, якія паказваюць як знешні выгляд блока, так і яго вантробы, якія ўвайшлі ў спіс.

Вядучая шасцярня

Гэтая дэталь уяўляе сабой вал з нарэзанымі на ім касымі або прамымі зуб'ямі, абсталяваны з абодвух тарцоў падшыпнікамі. Такая канфігурацыя забяспечвае сталае становішча адносна карпусы і рэйкі пры любым становішчы руля. Вал з касымі зубцамі знаходзіцца пад кутом да рэйкі, дзякуючы чаму яны выразна ўваходзяць у зачапленне з прамымі зубцамі на рэйцы, вал з прамымі зубцамі ўсталёўвалі на машыны 80-х - 90-х гадоў мінулага стагоддзі, такая дэталь прасцей у вырабе, але тэрмін яе службы прыкметна менш. Нягледзячы на тое, што прынцып працы прямозубого і косозубого рэдуктараў аднолькавы, апошні больш надзейны і не схільны да закліноўвання, дзякуючы чаму і стаў асноўным у рулявых механізмах.

На ўсіх аўтамабілях, якія выпускаюць з апошняга дзесяцігоддзя мінулага стагоддзі ўсталёўваюць толькі касазубыя валы, гэта змяншае нагрузку на датыкальныя паверхні і падаўжае тэрмін службы ўсяго механізму, што асабліва актуальна для рэек, не абсталяваных гідраўлічным (ГУР) або электрычным (ЭУР) узмацняльнікам. Прамазубая вядучая шасцярня была папулярная ў СССР і РФ, яе ставілі на першыя варыянты рулявых механізмаў переднеприводных машын, аднак, з часам ад такога выбару адмовіліся ў карысць косозубой дэталі, бо такі рэдуктар больш надзейны і патрабуе менш намаганняў для павароту кола.

Дыяметр вала і колькасць зубцоў падабрана так, каб для поўнага павароту колаў з крайняга правага ў крайняе левае становішча і наадварот патрабавалася 2,5-4 абарачэння рулявога кола. Такі перадаткавы лік забяспечвае дастатковы высілак на колах, а таксама стварае зваротную сувязь, дазваляючы кіроўцу адчуваць аўтамабіль , гэта значыць чым складаней умовы руху, тым больш высілкаў ён змушаны прыкладаць, каб павярнуць колы на патрабаваны кут. Уладальнікі транспартных сродкаў з рулявой рэйкай і якія аддаюць перавагу чыніць сваю машыну самастойна, нярэдка выкладваюць справаздачы аб рамонце ў інтэрнэце, забяспечваючы іх падрабязнымі фота, у тым ліку вядучай шасцярні.

З рулявой калонкай вядучую шасцярню злучае складовы вал з карданамі, які з'яўляецца элементам бяспекі, яго прызначэнне абараніць кіроўцу падчас сутыкнення ад удару рулём у грудзі. Падчас удару такі вал складаецца і не перадае высілак у салон, што было сур'ёзнай праблемай у машынах першай паловы мінулага стагоддзі. Таму на праварукіх і леварукіх машынах гэтая шасцярня размяшчаецца па-рознаму, бо рэйка варта пасярэдзіне, а шасцярэнька са боку руля, гэта значыць на самым боку агрэгата.

рэйка

Сама рэйка - гэта круглы пруток з загартаванай сталі, на адным з канцоў якога знаходзяцца зубцы, якія адпавядаюць вядучай шасцярні. У сярэднім даўжыня зубчастай часткі складае 15 гл, чаго дастаткова для павароту перадпакояў колаў з вельмі правага ў вельмі левае становішча і наадварот. У тарцах ці сярэдзіне рэйкі прасвідраваны адтуліны з разьбой для мацавання рулявых цяг. Калі кіроўца круціць руль, вядучая шасцярня перамяшчае рэйку ў адпаведны бок, прычым, дзякуючы даволі вялікай перадаткавай колькасці кіроўца можа карэктаваць кірунак руху транспартнага сродку з дакладнасцю да дзеляў градусу.

Рулявая рэйка

Для эфектыўнай працы такога механізму рэйку фіксуюць утулкай і прыціскным механізмам, што дазваляе ёй перамяшчацца налева-направа, але перашкаджае аддаленню ад вядучай шасцярні.

Прыціскны механізм

Падчас язды па няроўнай мясцовасці рэдуктар рулявога механізму пара рэйка/шасцярня выпрабоўвае нагрузкі, якія імкнуцца змяніць адлегласць паміж абодвума элементамі. Жорсткая фіксацыя рэйкі можа прывесці да яе падкліноўвання і немагчымасці павярнуць руль, а значыць, выканаць манеўр. Таму цвёрдая фіксацыя дапушчальная толькі з аднаго боку корпуса агрэгата, выдаленай ад вядучай шасцярні, з другога ж боку цвёрдай фіксацыі няма і, рэйка можа трохі гуляць , ссоўваючыся адносна вядучай шасцярні. Такая канструкцыя забяспечвае не толькі невялікі люфт, які перашкаджае падкліноўванню механізму, але і стварае мацнейшую зваротную сувязь, дазваляючы рукам кіроўцы лепш адчуваць дарогу.

Прынцып працы прижимного механізму складаецца ў наступным спружына з вызначаным высілкам прыціскае рэйку да шасцярні, забяспечваючы шчыльнае зачапленне зубцоў. Перадаецца ад колаў высілак, якое прыціскае рэйку да шасцярні, абедзве дэталі пераносяць лёгка, бо выраблены з загартаванай сталі. А вось высілак, накіраванае ў іншы бок, гэта значыць якое аддаляе абодва элемента сябар ад сябра, кампенсуецца калянасцю спружыны, таму рэйка трохі адсоўваецца ад шасцярэнькі, але гэта не ўплывае на зачапленне абедзвюх дэталяў.

З часам спружына гэтага механізму губляе калянасць, а ўстаўка з мяккага металу ці трывалай пластмасы сточваецца аб рэйку, што прыводзіць паніжэнню эфектыўнасці прыціску пары рэйка-шасцярня. Калі дэталі знаходзяцца ў нармальным стане, то сітуацыю выпраўляюць шлейкай, прыціскаючы гайкай спружыну да рухомага прутка і аднаўляючы правільны прыціскны высілак. Спецыялісты па рамонце аўтамабіляў нярэдка выстаўляюць фота як пашкоджаных дэталяў гэтага механізма, так і шлейкі ў сваіх справаздачах, якія затым выкладваюць на розных аўтамабільных парталах. Калі ж знос дэталяў дасягнуў небяспечнага значэння, то іх замяняюць новымі, аднаўляючы звычайную працу ўсяго механізму.

корпус

Корпус агрэгата выраблены з алюмініевага сплава, а таксама абсталяваны рэбрамі калянасці, дзякуючы чаму атрымалася максімальна зменшыць масу без страты трываласці і калянасці. Трываласці корпуса хапае для таго, каб нагрузкі, якія ўзнікаюць падчас язды нават па няроўнай мясцовасці, не пашкоджвалі яго. Пры гэтым схема ўнутранай прасторы корпуса забяспечвае эфектыўную працу ўсяго рулявога механізму. Таксама, у корпусе прадугледжаны адтуліны для фіксацыі да кузава аўтамабіля, дзякуючы чаму ён разам збірае ўсе элементы рулявога кіравання, забяспечваючы іх узгодненую працу.

Сальнікі, утулкі і пылавікі

Утулкі, усталяваныя паміж корпусам і рэйкай, валодаюць высокай зносаўстойлівасцю, а таксама забяспечваюць лёгкі рух прутка ўсярэдзіне карпусоў. Сальнікі абараняюць змазаны ўчастак механізму, гэта значыць прастора вакол вядучай шасцярні, перашкаджаючы страце змазачнага рэчыва, а таксама ізалююць яго ад траплення пылу і бруду. Пылавікі абараняюць адчыненыя ўчасткі корпуса, праз якія праходзяць рулявыя цягі. У залежнасці ад мадэлі машыны яны далучаны да тарцоў або сярэдзіне рэйкі, у любым выпадку, менавіта пылавікі абараняюць адкрытыя ўчасткі корпуса ад пранікнення пылу і бруду.

Мадыфікацыі і віды

Нягледзячы на тое, што на світанку свайго з'яўлення рэйка была лепшай разнавіднасцю рулявога механізму, развіццё тэхнікі падштурхнула вытворцаў да далейшай мадыфікацыі гэтай прылады. Паколькі асноўныя механізмы з моманту з'яўлення агрэгата, а таксама канструкцыя і схема яго працы не змяніліся, вытворцы накіравалі свае намаганні на павышэнне эфектыўнасці шляхам усталёўкі розных якія ўзмацняюць прылад.

Першым быў гідраўзмацняльнік, галоўнай перавагай якога была прастата канструкцыі пры крайняй патрабавальнасці да правільнай эксплуатацыі, бо рулявыя рэйкі з ГУР дрэнна пераносілі паварот на максімальны кут пры высокіх абарачэннях рухавіка. Галоўным недахопам ГУР была залежнасць ад матора, бо менавіта да яго падлучаны нагнятальны помпа. Прынцып працы гэтай прылады складаецца ў тым, што пры павароце руля гідраразмеркавальнік падае вадкасць у адну з двух камер, калі ж колы дасягнуты які адпавядае павароту, падача вадкасці спыняецца. Дзякуючы такой схеме неабходнае для павароту колаў намаганне зніжаецца без страты зваротнай сувязі, гэта значыць вадзіцель эфектыўна руліць і адчувае дарогу.

Наступным крокам стала распрацоўка электрычнай рулявой рэйкі (ЭУР), аднак, першыя мадэлі гэтых прылад выклікалі масу нараканняў, бо нярэдка адбываліся ілжывыя спрацоўванні, з-за чаго машына самаадвольна паварочвала падчас руху. Бо роля размеркавальніка гуляў потенциометр, які, па розных чынніках, выдаваў не заўсёды дакладную інфармацыю. З часам гэты дэфект атрымалася амаль цалкам ухіліць, дзякуючы чаму па надзейнасці кіравання ЭУР нічым не саступае ГУР. Некаторыя аўтавытворцы ўжо выкарыстоўваюць электрагідраўзмацняльнік, які сумяшчае ў сабе перавагі электрычнай і гідраўлічнай прылад, а таксама пазбаўлены іх недахопаў.

Таму сёння прынята наступнае дзяленне на віды рулявых рэек:

простыя (механічныя) - амаль не выкарыстоўваюць з-за нізкай эфектыўнасці і неабходнасці прыкладаць вялікія намаганні для павароту колаў на месцы;
з гідраўзмацняльнікам (гідраўлічныя) з'яўляюцца аднымі з самых папулярных дзякуючы простай канструкцыі і высокай ремонтопригодности, але ўзмацняльнік не працуе пры выключаным рухавіку;
з электраўзмацняльнікам (электрычныя) таксама з'яўляюцца аднымі з самых папулярных, паступова выцясняючы агрэгаты з ГУР, бо яны працуюць нават пры выключаным рухавіку, хоць, дагэтуль цалкам не ўхіленая праблема выпадковых спрацоўванняў;
з электрагідраўзмацняльнікам, якія спалучаюць перавагі абодвух папярэдніх выглядаў, гэта значыць працуюць нават пры выключаным рухавіку і не цешаць кіроўцы выпадковымі спрацоўваннямі.

рулявая рэйка з ЭУР

Такі прынцып класіфікацыі дазваляе ўладальніку ці патэнцыйнаму пакупніку легкавушкі адразу ж ацаніць усе перавагі і недахопы рулявога кіравання канкрэтнай мадэлі.

Узаемазаменнасць

Вытворцы аўтамабіляў амаль ніколі не займаюцца выпускам рэечных рулявых механізмаў, выключэнне складаў "АВТОВАЗ", але і там гэтую працу перадалі партнёрам, таму пры моцных дэфектах гэтага вузла, калі рамонт невыгодны, неабходна выбіраць не толькі мадэль, але і вытворцы гэтага механізму. Адным з лідэраў гэтага рынка з'яўляецца кампанія ZF, якая спецыялізуецца на выпуску разнастайных агрэгатаў, ад аўтаматычных трансмісій, да механізмаў рулявога кіравання. Можна замест рэйкі ZF узяць танны кітайскі аналаг, таму што іх схема і памеры аднолькавыя, вось толькі праслужыць ён нядоўга, у адрозненне ад арыгінальнай прылады. Нярэдка аўтамабілі, узрост якіх пераваліў за 10 гадоў, абсталёўваюць рэйкай ад іншых вытворцаў, што пацвярджаюць фота іх маркіроўкі, выкладзеныя ў інтэрнэце.

Нярэдка гаражныя ўмельцы ставяць на айчынныя легкавушкі рулявыя рэйкі ад іншамарак, напрыклад, розных мадэляў Таёты . Такая замена патрабуе частковай пераробкі задняй сценкі маторнага адсека, затое машына атрымлівае значна больш надзейны агрэгат, які пераўзыходзіць прадукцыю АўтаВАЗа па ўсіх параметрах. Калі ж рэйка ад той жа «Таёты» яшчэ і абсталявана электра ці гідраўзмацняльнікам, то нават старэнькая «Дзявятка» раптам па камфорце рэзка набліжаецца да іншамарак таго ж перыяду.

асноўныя няспраўнасці

Прылада рулявой рэйкі такое, што гэты механізм з'яўляецца адным з самых надзейных у аўтамабілі, а большасць няспраўнасцяў злучана альбо са зносам (пашкоджаннем) расходников, альбо з дарожна-транспартнымі здарэннямі, гэта значыць ДТЗ ці аварыямі. Часцей за ўсё майстрам па рамонце даводзіцца мяняць пылавікі і сальнікі, а таксама зношаныя рэйкі і вядучыя шасцярні, прабег якіх перавышае сотні тысяч км. Таксама даводзіцца перыядычна падцягваць прижимной механізм, што абумоўленае схемай рулявога механізму, але гэта дзеянне не патрабуе ніякай замены дэталяў. Значна радзей замены патрабуе трэснуты з-за аварыі корпус гэтага агрэгата, у такім выпадку спраўныя рэйку, шасцярэньку і прижимной механізм пераносяць у донарскі корпус.

Частымі прычынамі рамонту гэтага вузла з'яўляюцца:

люфт рулявога кіравання;
стук падчас язды ці паваротаў;
залішне лёгкі ці пруткі руль.

Гэтыя дэфекты злучаны са зносам асноўных кампанентаў, з якіх складаецца рулявая рэйка, таму іх таксама можна аднесці да расходников.

Дзе знаходзіцца

Каб зразумець, дзе знаходзіцца і як выглядае рулявая рэйка, пастаўце машыну на пад'ёмнік ці эстакаду, затым адкрыйце капот і звярніце колы ў любы бок да ўпора. Затым прасочыце, куды вядуць рулявыя цягі, менавіта там і знаходзіцца гэты механізм, падобны на рабрыстую алюмініевую трубу, да якой падыходзіць карданчык ад рулявога вала. Калі ў вас няма досведу аўтарамонту і вы не ведаеце, дзе знаходзіцца гэты вузел, то прагледзіце фота- і відэаматэрыялы, дзе аўтары паказваюць размяшчэнне рэйкі ў сваіх машынах, а таксама найболей зручныя спосабы доступу да яе: гэта захавае вас ад шматлікіх памылак, у тым ліку, якія прыводзяць да траўм.

Чытайце таксама: Дэмпфер рулявой рэйкі прызначэнне і кіравала ўсталёўкі

Незалежна ад мадэлі і гады выпуску, гэты механізм заўсёды размешчаны на задняй сценцы маторнага адсека, таму яго можна ўбачыць са боку вывернутага кола. Для рамонту ці замены да яго зручней падбірацца зверху, адкрыўшы капот, ці знізу, зняўшы абарону рухавіка, а выбар кропкі доступу залежыць ад мадэлі і камплектацыі аўтамабіля.