Как устроена и работает рулевая рейка

Устройство гидроусилителя руля

Основные компоненты гидроусилителя руля

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

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

Бачок ГУР

Бачок гидроусилителя

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

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

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

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

Насос гидроусилителя

Лопастной насос гидроусилителя

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

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

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

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

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

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

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

Распределитель ГУР

Схематичное устройство распределителя

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

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

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

Гидроцилиндр и соединительные шланги

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

Схема циркуляции жидкости в гидроусилителе

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

Рулевая рейка с ЭУРОМ

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.

Как работает:

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.

Положительные моменты:

• 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

Отрицательные моменты

• 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.

Как предотвратить поломку рулевой рейки?

Тут совет будет универсальный: диагностика, техническое обслуживание, профилактика. Чем раньше заметите признаки проблемы, тем проще будет устранить причину. Запущенные случаи превращаются в дополнительные траты. Как только появилось что-то похожее из раздела про признаки — езжайте к специалистам и проверяйте рулевую рейку. Главное, чтобы мастера знали технические особенности вашей машины и у сервисного центра были хорошие отзывы. Совсем хорошо, если это официальный дилер вашей марки, мастера которого работают по стандартам, а не «как удобнее», и знают все технические особенности машины. Или если это сервис, специализирующийся на ремонте реек.

Факт. Раньше рулевые рейки считались обслуживаемыми. Их чинили, делая замену отдельных частей. Так продолжалось до середины нулевых, а потом все чаще этот узел стали называть необслуживаемым. Продажу оригинальных деталей производители прикрыли, а восстановление рулевых реек сделали вне закона, говоря, что это плохо влияет на безопасность управления. В этой ситуации есть пара нюансов. Во-первых, для большинства автомобилей рейки изготавливают сторонние производители, которые все также делают запчасти. Во-вторых, сам этот узел почти не меняется со временем, поэтому на некоторые свежие машины подходят детали из прошлого.

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.

Устройство

Во всех транспортных средствах есть система управления. Состоит она из массы разных запчастей. Постоянно устройство дорабатывается. Определенные запчасти внедряются, а некоторые и убираются. Чтобы водителю было легче управлять транспортным средством, рулевой механизм оснащается гидроусилителем.

Сам механизм состоит из следующих элементов:

• Тяги, а также наконечники. Они прикреплены к двигающимся механизмам рейки. Отвечают за то, в какую сторону повернутся колеса.
• Планка зубчатого типа и шестеренки. Позволяют передать вращение с руля на тяги.
• Корпус. Делается из алюминия. В нем находятся главные детали самой рейки.
• Пружинная система. Необходимость пружин в том, чтобы помочь шестеренке плотно прилегать к рейке. Когда пружина в исправном состоянии, свободный ход руля минимальный.
• Подшипники. Предназначены для более простого выполнения маневров рейки.
• Ограничивающие элементы. Они определяют максимальный угол поворота руля.

Признаки неисправности рулевого

Каждый автовладелец должен знать типовые неисправности рулевого управления и способы их устранения. Ведь от этого напрямую зависит безопасность как его, так и других участников дорожного движения. Признаки, указывающие автовладельцу на проблемы с рулевым, следующие:

1. Стук в передней части авто, усиливающийся при движении по неровной дороге. Это указывает на выход из строя рулевых наконечников и тяг. Если стук отдаётся в руле, то это может указывать на выход из строя рулевой рейки.
2. Биение руля при движении. Это может указывать как на отсутствие балансировки колёс, так и на выход из строя рулевых наконечников и шаровых опор. Проверить наконечники можно, поддомкратив автомобиль и покачав колесо из стороны в сторону. Если оно без усилий раскачивается, то необходимо менять наконечники без промедлений.
3. Посторонние шумы, возникающие при повороте руля. Обычно причиной этих шумов является недостаточный уровень жидкости или необходимость её замены в ГУР. Для электроусилителей характерен незначительный шум, сопровождающий работу электропривода.
4. Биение руля, появляющееся при движении по мелким неровностям. Причиной биения служит износ крестовины, подшипника рулевого вала и втулки. На современных автомобилях устанавливается пластиковая втулка, которая с течением времени разбивается.
5. При движении автомобиля по прямой руль установлен не прямо, при отпускании руля автомобиль уводит в сторону. Причина кроется в неотрегулированном развале-схождении колёс. Следует максимально оперативно провести регулировку, так как это также приводит к неравномерному износу шин.
6. Руль поворачивается с большим усилием. Это указывает на выход из строя усилителя. Причин этого может быть множество, начиная от перегорания предохранителя на ЭУР, и заканчивая обрывом шланга для ГУР. Необходима тщательная диагностика.
7. Руль поворачивается рывками. На рейках, оснащённых ГУР, это может указывать на ослабление приводного ремня насоса или на необходимость замены жидкости. На рейках с ЭУР скачкообразное движение руля сообщает о выходе из строя электропривода усилителя. Также причина рывков руля может заключаться в подклинивании рулевой рейки.

Следует учитывать, что на рулевых рейках есть специальный регулировочный болт, позволяющий затянуть её, тем самым исключив люфт при возникновении износа. Но чрезмерное затягивание рейки приводит к утяжелению управления и, в ряде случаев, к её подклиниванию, что при движении авто может быть смертельно опасно.

Поскольку от исправности рулевого управления зависит безопасность водителя и пассажиров, доверять ремонт и регулировку следует только профессионалам. В противном случае возникает высокий риск в критический момент не справиться с управлением, что повлечёт за собой серьёзное ДТП.

Основные составные части. Принцип работы ЭУР

Сначала рассмотрим принцип работы электроусилителя, поскольку у всех существующих видов он идентичен. Также в конструкции используются одни и те же составные части, но компоновка их может быть разной.

Итак, состоит электроусилитель из:

• Исполнительного механизма;
• Блока управления;
• Следящих датчиков.

Эти составные части присутствуют в любых типах ЭУР. Также некоторые виды дополнительно могут использовать информацию и из других датчиков – скорости движения и оборотов коленчатого вала.

Исполнительный механизм

Исполнительный механизм создает усилие, тем самым обеспечивая облегчение управления авто. Состоит он из электродвигателя и силовой передачи. Что касается мотора, то в конструкции ЭУР применяется асинхронный либо синхронный эл. двигатель бесконтактного типа, что обеспечивает высокую надежность узлу.

В ЭУР используется несколько типов силовых передач (в зависимости от типа) – червячные, шестеренчатые или же шарико-винтовые. Нередко силовые передачи исполнительного механизма называют сервоприводом.

Блок управления

Блок управления «заведует» работой исполнительного механизма. Именно он подает электрический ток (строго определенных параметров) на электродвигатель, обеспечивая включение его в работу. Подавая импульсы на исполнительный механизм, блок управления ориентируется на показания датчиков, используемых в конструкции ЭУР.

Датчики

Этих датчиков – несколько, каждый собирает определенную информацию и передает ее на блок управления. Основным среди них является датчик крутящего момента (его ещё называют датчик усилия), определяющего, какое усилие на руль приложил водитель. Также в конструкции используется датчик угла поворота руля. Опционально ЭУР также может использовать информацию о скорости движения авто и оборотах силовой установки.

Датчик крутящего момента на рулевом колесе

Измерение усилия на руле осуществляется благодаря торсиону, устанавливаемому в вал рулевой колонки. Вал в свою очередь состоит из двух: входного и выходного, соединёнными между собой торсионом. При прикладывании усилия он скручивается (чем больше сил приложить, тем сильнее угол скручивания) и валы смещаются относительно друг друга.

Этот угол и «улавливает» датчик, после чего передает полученную информацию на блок управления. На основе этих данных блок вычисляет какой импульс необходимо подать на исполнительный механизм. От этого датчика напрямую зависит, какое усилие будет компенсировать усилитель.

Стоит отметить, что сам торсион жестко связан с валами рулевой колонки и скручиваться он может только на определенный угол, поэтому даже при отказе ЭУР управление авто сохраняется.

Датчик угла поворота определяет в какую сторону водитель начал вращать руль, и благодаря информации от него блок управления устанавливает полярность тока, подаваемого на электродвигатель. Нередко датчики угла поворота и крутящего момента объединены в одну конструкцию. Располагаются они оба на рулевой колонке.

Пример устройства ЭУР с датчиком крутящего момента

Стоит отметить, что также есть и датчик обратной связи, установленный на электродвигателе, благодаря которому блок управления контролирует работу исполнительного механизма.

Задействование для работы ЭУР других датчиков – скорости движения и параметров работы мотора, дает возможность подстроить усилитель под конкретные условия движения.

Зная конструкцию, можно понять принцип работы электроусилителя руля. Имеющиеся в конструкции датчики постоянно следят за положением рулевой колонки. В случае поворота они регистрируют изменения и передают информацию на блок управления. Тот в свою очередь высчитывает параметры электрического тока и подает их на электродвигатель. При включении в работу посредством сервопривода эл. мотор создает усилие на рулевом механизме. В общем, все достаточно просто. Но здесь стоит упомянуть, что под разные условия существуют свои режимы работы ЭУР, но о них ниже.

Видео причины шума в ГУР

Итак, главный вопрос “гудит гур что делать”? – серьезный повод обратиться в мастерскую. Причины могут быть самые разные. Но, какие бы не были причины, починить ГУР необходимо, ведь от этого может зависеть исправная работа машины и даже жизнь ее владельца. Причинами почему гудит гидроусилитель руля может быть много, но делать выбор только за вами.

Автомобили, оснащенные ГУР (гидроусилитель руля), имеют существенное преимущество перед машинами, лишенными этого важного узла. Наличие гидроусилителя не только повышает комфорт при эксплуатации автомобиля, но и повышает его безопасность

Как явствует из названия усилитель руля относится к гидравлическим системам где рабочей жидкостью является специальное масло для ГУР и первое, на что стоит обращать свое внимание при обслуживании усилителя, это отсутствие течи в соединениях. Причин, по которым гудит ГУР может быть несколько:. Причин, по которым гудит ГУР может быть несколько:

Причин, по которым гудит ГУР может быть несколько:

• Воздух в системе;

• Утечка жидкости из-за разгерметизации системы;

• Недостаточный уровень масла в бачке усилителя;

• Подвывание на холодную;

• Рабочая жидкость сильно загрязнена;

• Износ элементов насоса гидроусилителя.

• Гул в крайних положениях рулевого колеса.

Как правило, воздух в системе появляется при замене рабочей жидкости или, когда есть негерметичные соединения. Воздушную пробку убирают путем восстановления целостности всех соединений с последующей прокачкой системы.

Утечка масла из системы гидроусилителя руля может быть вызвана износом сальника насоса, разрывом соединительных трубопроводов, либо не герметичностью рулевой рейки. Подобная неисправность устраняется путем замены всех изношенных деталей.

Недостаточный уровень рабочей жидкости вызван по выше описанной причине. Лечится путем устранения течи и доливки новой жидкости.

Гудение ГУР на холодную устраняется путем замены изношенного кольца вала насоса или заменой шлангов низкого давления, которые со временем покрываются сеткой микротрещин.

При обнаружении сильного загрязнения масла, производится его слив, промывка системы и заправка нового масла.

В случае, когда гул исходит от неисправного насоса усилителя, выполняется либо его восстановление, либо замена. Отказывает насос не сразу, сначала появляется гул, тяжелый руль, рывки при повороте руля, что должно послужить причиной автовладельцу провести самостоятельную профилактику системы, либо обратиться к профессионалам в автосервис.

Последний из перечисленных вариантов, а именно гул (свист) при вывернутых до отказа колесах, не относится к неисправностям. Это вызвано тем, что в крайних положениях руля перепускной клапан сбрасывает давление, чтобы не «порвать» сальники, что и служит причиной гудения. Об этом даже «говорит» производитель, не рекомендующий держать руль в крайнем положении более 10 секунд.

Иногда за гул гидроусилителя принимают гул от ролика приводного ремня и перед началом ремонта необходимо убедиться откуда именно исходит гул.

Профилактика и обслуживание гидроусилителя руля

Полный отказ ГУР может быть вызван либо обрывом приводного ремня, либо разгерметизацией системы с потерей рабочей жидкости.

При слабом натяжении ремня, либо сильном его износе может появиться отдача в руль, особенно в начале движения при вывернутых до предела колесах. Также увеличится усилие на рулевом колесе, что возможно и при понижении уровня жидкости в бачке, низком рабочем давлении системы, либо воздушной пробке после замены жидкости.

Когда приходится прилагать большое усилие при быстром вращении руля, то это тоже может быть признаком слабой натяжки ремня или же неисправность насоса.

Поэтому всегда рекомендуется следить за состоянием приводного ремня и его натяжением.

Необходимо следить за уровнем и состоянием рабочей жидкости в бачке и доливать при необходимости, либо заменять при ее загрязнении. При этом стоит заливать только жидкость, предписанную заводом-изготовителем.

Уровень жидкости не должен опускаться ниже минимальной отметки на бачке, так как жидкость является смазочным материалом и при падении уровня может быстро выйти из строя насос ГУР.

Также при понижении уровня может появиться шум при работе гидроусилителя

При доливке или замене жидкости необходимо удалять воздушные пробки для надлежащей работы системы.

Необходимо также периодически проверять герметичность системы и устранять появившиеся течи рабочей жидкости. Поэтому рекомендуется периодически выполнять диагностику системы ГУР для надежной и безопасной эксплуатации вашего автомобиля.

Гидро или электроусилитель руля — что лучше? Об этом читайте здесь