Вам интересно, что происходит, когда вы поворачиваете руль вашего автомобиля? Обычно существует множество типов рулевых механизмов, например, рециркуляционный шариковый или электрический усилитель. Реечное рулевое управление — это также система, о которой вы, возможно, слышали. Система реечного рулевого управления состоит из шестерни (круглая шестерня) и рейки (линейная шестерня). Система преобразует вращательное движение в линейное. Большинство легковых автомобилей, небольших грузовиков и внедорожников оснащены реечным рулевым управлением, в отличие от рециркуляционного шарикового механизма, который встречается в крупных грузовиках, внедорожниках и других тяжелых транспортных средствах.
История реечного рулевого управления
Хотя реечное рулевое управление относительно ново в автомобильной истории США, это не новая концепция. Первые реечные механизмы были разработаны BMW в 1930-х годах, но в США они появились только с MG 1951 года, а в американских моделях начали использоваться с Ford Mustang II и Pinto 1974 года. AMC применяла реечное управление в Pacer с 1975 года, но GM и Chrysler начали его использование только в начале 1980-х для моделей X-body и K-Cars.
Производители в США увидели логику в реечном управлении. Оно多年 использовалось европейскими и азиатскими автопроизводителями, и его конструкция была проще, чем у рециркуляционных шариковых механизмов, что делало его дешевле в производстве. Реечное управление также значительно легче традиционного механизма, что означает лучший расход топлива. В конструкции реечного управления не требуются рулевые тяги, центральные звенья, наконечники рулевых тяг и сошки. Это, помимо преимуществ снижения веса. Реечные механизмы гораздо проще интегрировать в систему переднего привода, так как их можно установить рядом с поперечной трансмиссией. Передаточные числа также могут быть адаптированы к каждой колесной базе, а также к настройкам управляемости и опциям. Реечные механизмы также обеспечивают водителю более четкое ощущение руля.
Реечные системы используются не только для управления автомобилями и небольшими грузовиками, но и для различных других целей. Они применяются не только для помощи поездам при подъеме на крутые склоны, но и обеспечивают лучший контроль торможения, особенно в снежных и ледяных условиях. Они являются стандартными функциями в большинстве подъемников для лестниц. Реечный механизм часто приводится в действие гидравлической или электрической энергией.
Артур Эрнест Бишоп изобрел переменную рейку в 1970-х годах. Его переменная рейка использовалась для улучшения управляемости автомобиля в сочетании со стандартной шестерней.
Передаточные числа реечного управления
Для поворота от упора до упора большинству автомобилей требуется три-четыре полных оборота руля (от крайнего правого до крайнего левого положения). Передаточное число рулевого управления показывает, насколько нужно повернуть руль, чтобы колеса повернулись на определенное расстояние. Более высокое передаточное число означает, что нужно больше поворачивать руль для поворота колес на определенный угол, тогда как более низкое передаточное число указывает на более быструю реакцию рулевого управления.
В некоторых транспортных средствах используется рулевое управление с переменным передаточным числом. В центре этой реечной системы шаг зубьев отличается от шага на концах. Следовательно, когда руль поворачивается к упору, управление более чувствительно, чем когда он близок к центральному положению, что делает автомобиль более маневренным.
Существует два основных типа систем реечного рулевого управления:
- Крепление с торца — рулевые тяги крепятся к концу рейки через внутренние осевые стержни.
- Крепление по центру — болты фиксируют рулевые тяги к центру рейки.
Как работает эта система
Реечное рулевое управление работает путем преобразования кругового движения руля в линейное движение, необходимое для поворота колес через систему шестерен. Зубчатая передача размещена в металлической трубе. Труба имеет отверстия на обоих концах, которые позволяют крепить рейку к осевому стержню. Шестерня соединена с рулевым валом так, что при повороте руля шестерня вращается и перемещает рейку. Осевые стержни соединены с наконечником рулевой тяги, который крепится к поворотному кулаку.
Зубчатая передача реечного механизма служит двум целям:
- Преобразование вращательного движения руля в линейное движение, необходимое для поворота колес автомобиля.
- Снижение скорости, что облегчает поворот колес с помощью руля.
Признаки проблем
Поскольку рейка и шестерня по сути являются зубчатым механизмом, они со временем изнашиваются и выходят из строя. Как и почти все другие компоненты вашего автомобиля. Вот признаки, на которые, по мнению специалистов по техническому обслуживанию, стоит обратить внимание:
Чрезмерный люфт или свободный руль
Ваш руль должен быть «тугим» при повороте. То есть, когда вы поворачиваете руль, вы чувствуете, как передние колеса поворачиваются. Если рейка и шестерня неисправны, вы заметите, что руль начинает болтаться или появляется чрезмерный люфт. Часто будет казаться, что автомобиль медленно реагирует на поворот руля. Автомобиль также будет сложнее контролировать и может блуждать на высокой скорости.
В какой-то момент вы также можете почувствовать «мертвую зону». Это когда вы поворачиваете руль, но передние колеса не поворачиваются, пока вы не довернете его до определенного угла. Это происходит потому, что рейка и шестерня не зацепляются плотно, то есть рейка фактически не двигается при повороте руля.
Шум при повороте
Ваш автомобиль может также издавать щелкающий звук при повороте руля. Изношенные рейка и шестерня могут быть недостаточно смазаны и сталкиваться друг с другом, создавая шум.
Имейте в виду, что эти шумы могут исходить от рулевых тяг или других компонентов подвески. Разница в том, что если шум вызван неисправной рейкой и шестерней, вы услышите его почти каждый раз при повороте руля. Между тем, стуки от подвески обычно возникают только при преодолении неровностей или выполнении резких поворотов.
Утечка жидкости гидроусилителя руля
Если в вашем автомобиле гидроусилитель руля, при неисправности рейки и шестерни может начаться утечка жидкости. Если вы видите лужу красной жидкости под автомобилем, это может быть утечка жидкости ГУР или трансмиссионной жидкости. Проверьте, откуда идет утечка, чтобы убедиться, что это жидкость ГУР или трансмиссионная жидкость.
Помните, что утечка жидкости ГУР может произойти из-за неисправного насоса ГУР, поврежденного бачка или протекающих шлангов. Возможно, рейка и шестерня не являются первоначальной причиной. Кроме того, если ваш автомобиль оснащен электроусилителем руля, вы не столкнетесь с этой проблемой, так как электроусилитель не требует жидкости для работы.
Стоимость замены
Замена рейки и шестерни обойдется от 1000 до 1900 долларов, включая работу, в зависимости от марки и модели вашего автомобиля. Сама рейка и шестерня обычно стоят от 700 до 1500 долларов, а затраты на работу могут достигать 400 долларов. Например, рейка и шестерня для Toyota Corolla 2015 года обойдутся в 717 долларов, плюс 400 долларов за работу, итого счет за ремонт составит 1117 долларов.
Конечно, это лишь приблизительные оценки, и мы берем верхнюю границу спектра. Замена рейки и шестерни для вашего автомобиля может быть дешевле нашей оценки. Само собой разумеется, что роскошные и высокопроизводительные автомобили, вероятно, будут стоить дороже. Хорошая новость в том, что рейка и шестерня обычно служат довольно долго. Они обычно выдерживают около 100 000 миль и могут легко прослужить дольше. Например, мой Mitsubishi Pajero Sport проехал 120 000 миль без проблем с рулевым управлением.
При такой дорогой замене вы, вероятно, задаетесь вопросом, стоит ли оно того? Прежде чем давать добро механику, разумно проверить стоимость перепродажи вашего автомобиля на вторичном рынке. Если стоимость вашего автомобиля все еще значительно превышает стоимость ремонта, мы бы сказали, что затраты того стоят.
Например, если замена рейки и шестерни обойдется в 1200 долларов, но ваш автомобиль все еще можно продать за около 10 000 долларов, то ремонт действительно стоит того. Однако, если стоимость перепродажи вашего автомобиля составляет всего около 3000 долларов, это не стоит того. Это почти половина стоимости вашего автомобиля! В этом случае, вероятно, лучше продать автомобиль как есть.
Другой вариант — сдать автомобиль на утилизацию. Вы можете отвезти его на свалку или в компанию по утилизации, которая заплатит за металлолом. Или вы также можете разобрать автомобиль и продать отдельные запчасти и аксессуары. Последний вариант требует времени, но, вероятно, принесет больше денег от вашего автомобиля. В конечном счете, не стоит проводить ремонт, если рыночная стоимость вашего автомобиля не сильно превышает стоимость ремонта.
Заключение
Итак, подводя итог, рейка и шестерня находятся в сердце системы рулевого управления вашего автомобиля. Рейка — это линейная шестерня, которая соединяется с рулевыми тягами, которые в конечном итоге соединены с передними колесами. Тогда как шестерня — это круглая шестерня, которая находится поверх рейки и соединяется с рулем через рулевую колонку.
Рейка и шестерня прослужат до примерно 100 000 миль. Но они могут изнашиваться, и когда они начинают выходить из строя, вы увидите заметные симптомы. Некоторые симптомы включают щелкающие звуки при повороте руля, утечку жидкости ГУР и свободный руль с большим люфтом. Это, очевидно, затрудняет управление и контроль над автомобилем. Вот почему не следует управлять автомобилем с неисправной рейкой и шестерней, так как это может привести к серьезной аварии.