Рулевая рейка на автомобиле, и как она работает

Что такое реечное рулевое управление – простыми словами

Реечный рулевой механизм, или, как его еще называют, реечная рулевая рейка, на современных легковых автомобилях – невероятно распространенная система управления передними колесами. Даже если вы не являетесь гуру в автомобильных технологиях, вы, скорее всего, слышали о таком механизме. Но как она работает? Объясним принцип действия для новичков, что называется, на пальцах.

Скорее всего, на вашем автомобиле стоит реечное рулевое управление. Обусловлен этот невероятно популярный инженерный выбор прогрессивной работой системы в целом (идеально подходит для современных динамичных, быстрых и мощных автомобилей), хорошей обратной связью с передними колесами (вы точно понимаете, на какой угол повернуты колеса и как быстро происходит их поворот) и возможностью установки управления на автомобили с передней независимой подвеской.

Так как работает рулевая рейка?

К счастью, основы совсем нетрудно понять даже начинающему автомобилисту. Все дело в принципе превращения вращательного движения в линейное. Иными словами, когда вы поворачиваете руль, тем самым вы поворачиваете рулевую колонку, которая в свою очередь проворачивает соединенный с ней рулевой вал и так называемую червячную шестерню, расположенную на конце этого вала:

Эта шестерня установлена на рейке, состоящей из металлической детали с нанесенными на нее зубцами с определенным шагом, за которые и зацепляется шестерня. Поскольку шестерня вращается, рейка перемещается влево или вправо, в зависимости от того, куда вы повернете колеса. Рулевой тягой рейка прикреплена к колесам посредством шкворней.

Упрощенная схема реечного рулевого управления: Руль (1); Рулевой вал (2); Рейка и шестерня рулевого вала (3); Рулевая тяга (4); Ступица или поворотный кулак (5)

Это простая, но эффективная система, которая не имеет недостатков, присущих винтореечному типу привода передних колес. В свою очередь, винтореечный тип обычно добавляет больше веса автомобилю, требует больших усилий при управлении автомобилем и зачастую обладает «мертвой зоной» в центральной части. В наши дни последний тип рулевого управления обычно используется на более громоздких и менее быстрых транспортных средствах – грузовиках и автобусах.

Какие еще элементы неразрывно связаны с рулевой рейкой?

Еще один элемент, всегда устанавливаемый на всех современных автомобилях наравне с механизмом поворота колес, – усилитель, который облегчает вращение рулевого колеса. Система может приводиться в движение как при помощи гидравлики (такую рейку называют гидравлической), так и при помощи электромотора (соответственно, электрическая рулевая рейка).

ГУР

В первом случае элемент гидроусилителя (всем известного ГУР) – силовой цилиндр – устанавливается на одну из сторон рулевой рейки, вдоль нее. Поршень с гидравлическим приводом и поворотным клапаном, направляющим гидравлическую жидкость к правой или левой стороне поршня, – в зависимости от направления вращения руля – увеличивает давление на поршне и уменьшает усилие, необходимое для того, чтобы «протянуть» рейку из стороны в сторону.

Электроприводы

Электрические системы рулевого управления сейчас активно вытесняют привычные нам гидроусилители. Насос, клапаны и поршни замещаются электрическими моторами: на рулевой рейке, в рулевой колонке или на валу – они могут быть установлены повсюду. Несмотря на то что электрорейка надежнее и легче, пока автовладельцы ее недолюбливают. Почему? Говорят, что в ней нет логичной и понятной отдачи при вращении колес. То есть при вращении руля колеса, как говорят некоторые владельцы, словно живут своей жизнью, непонятно, например, на какой угол они повернуты, руль слишком «легкий» и «пустой».

Смотрите также: Как продиагностировать проблемы в подвеске автомобиля

Скорее всего, автопроизводители решат эту проблему, тем более у них достаточно разнообразный не использованный в этом направлении инструментарий. Например, удобство управления автомобилем зависит от изменения передаточного отношения рулевого механизма и взаимного расположения зубцов на рейке. Хотите замедлить вращение – поменяйте коэффициент. На некоторых рулевых рейках зубцы в середине расположены ближе друг к другу, по краям – дальше друг от друга. Это поддерживает управление в центральном положении руля на удобном уровне точности и скорости, которое становится быстрее с увеличением угла поворота колес.

Существуют и более сложные системы, изменяющие коэффициент. В них добавляются дополнительные элементы управления, зачастую между рулевым валом и шестерней. К примеру, это нередко может быть дополнительный электромотор, который позволяет непрерывно изменять скорость и усилие на руле.

Смотрите также: 13 вещей, которые ваш автослесарь хочет, чтобы вы прекратили делать

Так что в следующий раз, когда вы повернете колеса своей машины, вы будете знать, что происходит. Возможно, это не самая привлекательная область автомобильной техники, но без нее мы бы не смогли крутить руль «одним пальцем», при этом постоянно контролируя все, что происходит с передними колесами нашего автомобиля.