Рульова рейка на автомобілі, і як вона працює
Рейковий рульовий механізм, або, як його ще називають, рейкова рульова рейка, на сучасних легкових автомобілях – неймовірно поширена система управління передніми колесами. Навіть якщо ви не є гуру в автомобільних технологіях, ви, швидше за все, чули про такий механізм. Але як вона працює? Пояснимо принцип дії для новачків, що називається, на пальцях.
Швидше за все, на вашому автомобілі варто рейкове рульове управління. Обумовлений цей неймовірно популярний інженерний вибір прогресивної роботою системи в цілому (ідеально підходить для сучасних динамічних, швидких і потужних автомобілів), хорошим зворотним зв’язком з передніми колесами (ви точно розумієте, на який кут повернені колеса і як швидко відбувається їх поворот) і можливістю установки управління на автомобілі з передньою незалежною підвіскою.
Так як працює рульова рейка?
На щастя, основи зовсім неважко зрозуміти навіть починаючому автомобілісту. Вся справа в принципі перетворення обертального руху в лінійне. Іншими словами, коли ви повертаєте кермо, тим самим ви повертаєте рульову колонку, яка в свою чергу провертає з’єднаний з нею рульовий вал і так звану черв’ячну шестерню, розташовану на кінці цього вала:
Ця шестерня встановлена на рейці, що складається з металевої деталі з нанесеними на неї зубцями з певним кроком, за які і зачіпляється шестерня. Оскільки шестерня обертається, рейка переміщується вправо або вліво, залежно від того, куди ви повернете колеса. Рульовою тягою рейка прикріплена до колесам за допомогою шворнів.
Спрощена схема рейкового рульового управління: Кермо (1); Рульовий вал (2); Рейка і шестерня рульового валу (3); Рульова тяга (4); Маточина або поворотний кулак (5)
Це проста, але ефективна система, яка не має недоліків, властивих винтореечному типом приводу передніх коліс. У свою чергу, винтореечный тип зазвичай додає більше ваги автомобіля, вимагає великих зусиль при керуванні автомобілем і часто має «мертвою зоною» в центральній частині. В наші дні останній тип рульового управління зазвичай використовується на більш громіздких і менш швидких транспортних засобах – вантажівках і автобусах.
Які ще елементи нерозривно пов’язані з рульовою рейкою?
Ще один елемент, завжди встановлюється на всіх сучасних автомобілях нарівні з механізмом повороту коліс, – підсилювач, який полегшує обертання рульового колеса. Система може приводитися в рух за допомогою гідравліки (таку рейку називають гідравлічної), так і за допомогою електромотора (відповідно, електрична рульова рейка).
ГУР
У першому випадку елемент гідропідсилювача (всім відомого ГУР) – силовий циліндр – встановлюється на одну із сторін рульової рейки, уздовж неї. Поршень з гідравлічним приводом і поворотним клапаном, напрямних гідравлічну рідину до правої чи лівої сторони поршня, в залежності від напрямку обертання керма – збільшує тиск на поршні і зменшує зусилля, необхідне для того, щоб «протягнути» рейку з боку в бік.
Електроприводи
Електричні системи рульового керування зараз активно витісняють звичні нам гідропідсилювачі. Насос, клапани і поршні заміщуються електричними моторами: на рульовій рейці, в рульовій колонці або на валу – вони можуть бути встановлені всюди. Незважаючи на те що электрорейка надійніше і легше, поки автовласники її недолюблюють. Чому? Кажуть, що в ній немає логічною і зрозумілою віддачі при обертанні коліс. Тобто при обертанні керма колеса, як кажуть деякі власники, немов живуть своїм життям, незрозуміло, наприклад, на який кут вони повернені, кермо дуже «легкий» і «порожній».
Дивіться також: Як продіагностувати проблеми в підвісці автомобіля
Швидше за все, автовиробники вирішать цю проблему, тим більше у них досить різноманітний не використаний у цьому напрямку інструментарій. Наприклад, зручність керування автомобілем залежить від зміни передавального відношення рульового механізму і взаємного розташування зубців на рейці. Хочете уповільнити обертання – поміняйте коефіцієнт. На деяких кермових рейках зубці в середині розташовані ближче один до одного, по краях – далі один від одного. Це підтримує управління в центральному положенні керма на зручному рівні точності і швидкості, яка стає швидше зі збільшенням кута повороту коліс.
Існують і більш складні системи, які змінюють коефіцієнт. До них додаються додаткові елементи управління, найчастіше між рульовим валом і шестірнею. Наприклад, це нерідко може бути додатковий електромотор, який дозволяє безперервно змінювати швидкість і зусилля на кермі.
Дивіться також: 13 речей, які ваш автослюсар хоче, щоб ви припинили робити
Так що наступного разу, коли ви повернете колеса своєї машини, ви будете знати, що відбувається. Можливо, це не найпривабливіша область автомобільної техніки, але без неї ми б не змогли крутити кермо «одним пальцем», при цьому постійно контролюючи все, що відбувається з передніми колесами нашого автомобіля.
