Роль рульової рейки в системі керування автомобілем: основні функції та важливість

Роль рульової рейки в системі керування автомобілем: основні функції та важливість

Рульова рейка — базовий механізм у системі керування автомобілем. Саме вона перетворює поворот керма вправо або вліво на поступальний рух тяг, які спрямовують колеса у відповідний бік. Принцип її дії не змінився з часів перших авто, однак конструкція поступово удосконалювалася для зручності водія й безпеки їзди.

Конструкція й принцип роботи рульової рейки

Загалом, механізм складається з:

  • рульового вала зі шестірнею типу черв’як;
  • зубчастої рейки (штока);
  • рульових тяг із наконечниками;
  • корпуса (картера) з опорними втулками, сальниками й пильовиками.

Рульовий вал через карданний шарнір передає обертання керма на шестірню, зчеплену зубцями з рейкою із насічкою. Ці деталі виготовляють зі зміцненої зносостійкої сталі, а їхнє щільне зчеплення забезпечується встановленням в підшипники в корпусі. Поворот шестірні тягне за собою переміщення штока, з’єднаного з рульовими тягами. Через вигнуті наконечники тяг осьовий рух рейки знову перетворюється на крутильний момент, який розвертає колеса авто відносно колісних стояків.

Механізм керування автомобілем повинен бути чутливим, реагуючи навіть на незначні обертові рухи рульового валу, і плавним для комфортного маневрування на швидкості, на відміну від велосипеда чи мотоцикла, де кут повороту керма відповідає куту відхилення колеса.

Різновиди рульових рейок

Найпростіша схема — механічна. У ній водій змушений докладати значних зусиль, щоб розвернути колеса ліворуч або праворуч, тому що жодних допоміжних пристроїв не передбачено. Такі схеми, наприклад, застосовували в автомобілях 1970-х років випуску.

Для полегшення керування розробили гідравлічні рульові рейки, або рейки з гідропідсилювачем керма (ГПК). Вони містять ті ж елементи, однак осьове переміщення штока виконується за рахунок подачі мастила під тиском у правий або лівий циліндр (контур) у корпусі. Рульовий вал у такій схемі повертає торсіон, установлений на підшипниках у розподілювачі, відкриваючи доступ мастилу до відповідних контурів. Колеса «доводяться» без зусиль водія, але у випадку відмови гідравліки ця рейка перетворюється на звичайну механічну. Майже всі сучасні легкові та вантажні авто оснащені ГПК.

Порівняно нові рульові рейки мають електропідсилювач (ЕПК). У них датчик повороту вмикає електромотор, який доводить колеса. Ці системи компактніші за ГПК, більш чутливі та інтегровані в бортову електроніку авто, що дає змогу частково автоматизувати деякі операції, наприклад паркування, однак при цьому втрачається зворотний зв’язок колесо–водій.

Важливість рульової рейки та її справності

На відміну від ходової або двигуна, які зазнають значних навантажень чи термічного впливу під час руху авто, рульова рейка працює у більш «комфортних» умовах і рідше ламається. Проте це один із найважливіших вузлів, несправність якого з великою імовірністю призведе до аварії.

Основні причини поломок рульових рейок — зношування ущільнювачів, сальників, пильовиків, через що виникає витік мастила із системи, або всередину механізму потрапляють пил і бруд, що може призвести до заклинювання. Механічні ушкодження виникають через агресивне водіння, неякісне покриття доріг, недбалу експлуатацію авто взагалі.

Характерні ознаки несправності рульової рейки:

  • биття керма;
  • люфт рульового вала (колонки);
  • важкий хід керма;
  • стукіт та інші сторонні звуки.

Більшості несправностей можна уникнути, вчасно міняючи зношені елементи — пильовики, кільця сальників, опорні втулки й підшипники. Заміна зламаної рульової рейки — досить дорога операція як за вартістю самого вузла, так і за роботою майстра на СТО.

Коментарі

Дописати коментар