Распределитель рулевой рейки и его неисправности
Половина современных автомобилей оснащается гидроусилителем руля. Благодаря этому великому — в масштабах автомеханики — изобретению рулить стало намного легче, у руля повысилась острота и управление стало более плавным.
Конструкция гидравлической рулевой рейки предусматривает гидроцилиндр, разделенный поршнем на две полости. В зависимости от того, куда поворачивается руль, масло подается либо в правую, либо в левую полость. Значит, между рулем, насосом ГУР и гидроцилиндром есть механизм, который направляет гидравлическую жидкость в определенную часть силового цилиндра.
Как устроен распределитель
Детали распределителя
За процесс перераспределения масла в правую-левую полости силового цилиндра отвечает распределитель. Многие водители знают, что это, но очень отдаленно представляют себе, как он устроен и работает.
А состоит он из трех частей:
- Нижняя часть — шестерня, которая взаимодействует с зубчатым сектором рейки и отвечает за механическое движение рулевого механизма.
- Золотник (она же распределительная катушка) открывает и закрывает перепускные каналы и направляет масло в соответствующие полости силового цилиндра, когда вал распределителя поворачивается вправо или влево.
- Торсион — следящее устройство, которое обеспечивает строго дозированное вспомогательное усилие. Когда водитель поворачивает руль, торсион закручивается, и золотник открывает каналы.
- Шлицевая часть, соединяется с рулевым валом, и через торсион крепится к нижней части, через штифт.
- Подшипник распределителя — обеспечивает вращение валов.
- Сальники и другие резиновые уплотнители обеспечивают герметичность механизма.
Почему ломаются распределители
Коррозия распределителя
Итак, распределитель перенаправляет жидкость. Механизм этот износостойкий, несмотря на подвижные детали в конструкции. Но ничто не вечно под луной, и, несмотря на то, что золотниковый механизм спрятан внутри рейки, постоянно смазывается маслом и защищен корпусом от внешних воздействий, он все равно ломается.
Причины бывают разными:
- распределитель мог повредиться, если автомобиль попадал в ДТП;
- кустарный некачественный ремонт — распределитель часто повреждают энтузиасты во время любительского ремонта в гаражике под пиво, либо непрофессиональные автомеханики на СТО;
- механический износ распределителя — случается, когда водитель долгое время откладывает ТО автомобиля на потом;
- мало масла в системе или масло грязное.
Неисправности распределителей: как распознать и что делать
Что случилось: течь распределителя.
Появляется, если по распределителю расползлась ржавчина и зашла под верхний сальник-пыльник. Из-за постоянного взаимодействия с подвижными элементами распределителя и контакта с горячим маслом изнашиваются резиновые уплотнители — сальники, кольца.
Проявления: руль проворачивается рывками, либо вообще не вращается, потому что нарушена герметичность системы.
Как починить: как и с другими проявлениями коррозии — при легком повреждении шлифуем, при глубоком — меняем поврежденные элементы либо весь механизм. Изношенные уплотнительные элементы нужно заменить.
Что случилось: на внутренней поверхности корпуса распределителя появилась выработка — бороздки.
Такая неисправность называется “кольцевым износом”. Кольцевой износ появляется из-за того, что уплотнительные кольца распределительной катушки вращаются вместе с ней, плотно прижимаются к стенкам корпуса и потихоньку “выбивают” частицы металла. Со временем они перестают обеспечивать необходимую герметичность и удерживать поток масла.
Проявления: в этом случае при повороте руля влево-вправо жидкость возвращается в бачок и не дает усилия, которое давит на поршень рейки. Соответственно, руль становится тугим.
Как починить: если выработка некритична, корпус распределителя гильзуют.
Что случилось: механический износ торсиона и катушки.
Обычно изнашиваются крепления распределительной катушки, она разбалтывается и произвольно перекрывает каналы для масла. Торсион обычно изнашивается механически — металл, все-таки, имеет свойство устаревать.
Проявления: самопроизвольное вращение руля, колеса с запозданием отзываются на повороты руля.
Как починить: взять торсион с донора, или заменить весь распределительный узел.
Что случилось: коррозия зубьев шестерни.
В первую очередь, ржавчина съедает центральные зубья, потому что большую часть времени шестерня находится в нейтральном положении (когда автомобиль едет прямо). Эта проблема — следствие порванных пыльников рулевой рейки, когда внутрь механизма попадает вода, грязь и реагенты с дороги.
Проявления: хруст и вибрации при повороте руля, тугой руль.
Как починить: если коррозия поверхностная, то есть возможность отшлифовать деталь. Если коррозия глубокая, то придется менять запчасть.
Что случилось: износились зубья шестерни.
Если рулевую рейку неправильно отрегулировали — не дотянули, или зубчатая пара со временем разболталась, шестерня и зубья вала рейки взаимно разрушаются. Попросту — они бьются друг о друга во время движения.
Проявления: рейка гремит, руль вибрирует, автомобиль плохо слушается руля.
Как починить: изношенные валы придется заменить.
Что случилось: рассыпался подшипник распределителя.
Подшипники — чисто механические элементы. Поэтому они разрушаются, в первую очередь, от механического трения. Любители активно порулить-поскакать по бездорожью должны быть готовы к тому, что подшипник золотникового механизма придется менять раньше, чем хотелось бы. Ну и, конечно, ржавчина разрушает подшипники на ура. Многие водители даже не подозревают, что у распределителя есть свой пыльничек и за его состоянием тоже надо следить.
Проявления: люфтит руль, стучит под капотом слева.
Как починить: нужно полностью перебирать распределитель, изношенный подшипник менять.
Ремонт распределителя
Ремонт распределителя рулевой рейки
Вот наступил тот момент, когда рулевое управление вашего авто начало сбоить. Как понять, что “полетел” именно распределитель, ведь проявления поломок РУ так похожи между собой? Неисправности распределителя проявляются так:
- Руль не слушается. Выход из строя распределителя. Он должен перегонять жидкость влево-вправо, но этого не происходит. Скорее всего, вышла из строя распределительная катушка.
- Самопроизвольное вращение руля. Нет, это не полтергейст, если торсионная часть в распределительном механизме свернутая, то руль в автомобиле может вращаться самопроизвольно (при запущенном двигателе).
- Разное усилие рулем влево-вправо, или в обе стороны: неисправна та же катушка.
- Коррозия распределителя: если на распределительный механизм долгое время попадала влага и грязь.
- Шум распределителя: при спокойном положении руля с заведенным двигателем этот звук будет слышен в салоне. Сели за руль, включили двигатель, насос начал создавать давление, и вы услышите звук — шипение, похожее на свист спущенной шины. Вы не трогаете руль — он есть, если вы сместили руль влево-вправо — шум пропадает. Значит, дело в распределителе.
- Закусывания руля в одну или в обе стороны, особенно при непрогретом двигателе.
Как видно, проявлений много, и не всегда водитель сможет определить, что сломался именно распределитель.
Если вы заметили странное поведения руля, не гадайте, а пройдите диагностику на СТО, ведь лучше вовремя отремонтировать распределитель, чем потом покупать целую рулевую рейку. Исправного вам распределителя!
Восстановление корпуса рулевой рейки
Однажды зимой вы пришли на стоянку, завели машину и решили поскорее двинуться в путь, потому что просто спешите. Вы начали крутить руль, и вдруг непривычное ощущение тугости на руле стало совершенно неожиданным сюрпризом для вас. Как будто что-то попало в механические глубины рулевой колонки и тут же под вашим усилием сломалось. Руль провернулся дальше с обычной легкостью.
Вы покрутили руль снова. Но он был совершенно обычным, легким и ничто больше не мешало его крутить. Недоумение и удивление сменилось опасением ехать. Но так как неисправность прошла, вы решили не мешкать и тронулись в путь.
Так начинает проявляться неисправность реек, называемая износом картера распределителя. В дальнейшем такие закусывания руля буду повторяться все чаще, пока машина холодная, и дойдут до состояния, когда руль будет просто тугим в одну сторону, или в обе, и только изредка «включаться».
В чем же заключается причина неисправности?
Разбираем рейку, вынимаем первичный вал (золотник) и видим:
|
|
|
В местах, где кольца распределителя терлись по картеру, появились канавки. Их быть не должно. Распределитель, содержащий в себе золотник, должен, как следует из названия, распределять потоки жидкости для создания давления на поршень и оказания помощи в повороте колес. В данном случае необходимо произвести ремонт корпуса рулевой рейки.
|
|
|
Тефлоновое кольца являются самозапирающимися, они прижимаются к стенкам и перекрывают поток масла, тем сильнее, чем больше давление на них действует. При этом они крутятся вместе с валом в картере распределителя. С течением времени происходит абразивный износ выраженный проточкой по корпусу «вырывают» канавки.
После того как износ становится достаточно глубоким, кольцо перестает работать, и перестает перекрывать поток жидкости. Давление на поршень рулевой рейки не создается и помощь в повороте руля не происходит, руль становится тугим. Перед полным отказом, вызванным эксплуатационным износом, кольца проходят промежуточную стадию – они запираются, но не сразу, а только тогда, когда поток жидкости мимо них приобретает значительную скорость. Руль при этом резко легчает.
Тефлоновым кольцам легче работать, когда они становятся мягче из-за нагрева. Поэтому неисправность начинает проявляться сначала на холодную.
Почему тефлоновые кольца изнашивают металлический картер?
Вы помните детские коляски советских времен. Они непременно издавали скрип, когда ехали! И это притом, что колеса их были на пластиковых втулках, вращающихся по стальным осям. Так вот, там была та же ситуация. Частички металла внедрялись в масляную систему, тефлоновое кольцо трется по металлу, а металл трется по металлу! Происходит износ! Продукты износа – металлические частички остаются в системе и снова внедряются в материал кольца! И так далее.
Почему под некоторыми кольцами есть выработка, а под некоторыми ее нет?
Интересно, что на японских моделях автомобилей нет износа по управлению. Износа картера распределителя не происходит, если под фторопластовыми кольцами не установлены резиновые колечки. Они вызывают дополнительный прижим фторопласта к алюминию и тем самым создают условия для начала перехода частичек алюминия в кольца.
Как чинить износ картера распределителя?
|
Тематика: Ремонт
Поломка: | Проявления: | Как устранить? |
| течь распределителя | Появляется, если по распределителю расползлась ржавчина и зашла под верхний сальник-пыльник. Из-за постоянного взаимодействия с подвижными элементами распределителя и контакта с горячим маслом изнашиваются резиновые уплотнители — сальники, кольца.: руль проворачивается рывками, либо вообще не вращается, потому что нарушена герметичность системы. | Починить: как и с другими проявлениями коррозии — при легком повреждении шлифуем, при глубоком — меняем поврежденные элементы либо весь механизм. Изношенные уплотнительные элементы нужно заменить. |
| на внутренней поверхности корпуса распределителя появилась выработка — бороздки. | Такая неисправность называется “кольцевым износом”. Кольцевой износ появляется из-за того, что уплотнительные кольца распределительной катушки вращаются вместе с ней, плотно прижимаются к стенкам корпуса и потихоньку “выбивают” частицы металла. Со временем они перестают обеспечивать необходимую герметичность и удерживать поток масла. Проявления: в этом случае при повороте руля влево-вправо жидкость возвращается в бачок и не дает усилия, которое давит на поршень рейки. Соответственно, руль становится тугим. | Как починить: если выработка некритична, корпус распределителя гильзуют. |
| механический износ торсиона и катушки. | Обычно изнашиваются крепления распределительной катушки, она разбалтывается и произвольно перекрывает каналы для масла. Торсион обычно изнашивается механически — металл, все-таки, имеет свойство устаревать. Проявления: самопроизвольное вращение руля, колеса с запозданием отзываются на повороты руля. | Как починить: взять торсион с донора, или заменить весь распределительный узел. |
| коррозия зубьев шестерни. | В первую очередь, ржавчина съедает центральные зубья, потому что большую часть времени шестерня находится в нейтральном положении (когда автомобиль едет прямо). Эта проблема — следствие порванных пыльников рулевой рейки, когда внутрь механизма попадает вода, грязь и реагенты с дороги. Проявления: хруст и вибрации при повороте руля, тугой руль. | Как починить: если коррозия поверхностная, то есть возможность отшлифовать деталь. Если коррозия глубокая, то придется менять запчасть. |
| износились зубья шестерни. | Если рулевую рейку неправильно отрегулировали — не дотянули, или зубчатая пара со временем разболталась, шестерня и зубья вала рейки взаимно разрушаются. Попросту — они бьются друг о друга во время движения. Проявления: рейка гремит, руль вибрирует, автомобиль плохо слушается руля. | Как починить: изношенные валы придется заменить. |
| рассыпался подшипник распределителя | Подшипники — чисто механические элементы. Поэтому они разрушаются, в первую очередь, от механического трения. Любители активно порулить-поскакать по бездорожью должны быть готовы к тому, что подшипник золотникового механизма придется менять раньше, чем хотелось бы. Ну и, конечно, ржавчина разрушает подшипники на ура. Многие водители даже не подозревают, что у распределителя есть свой пыльник и за его состоянием тоже надо следить. Проявления: люфтит руль, стучит под капотом слева. | Как починить: нужно полностью перебирать распределитель, изношенный подшипник менять. |
Что ломается в рулевой рейке, почему она начинает течь?
117 | 04.01.2020
Без рулевой рейки не обходится ни один автомобиль. Именно рейка соединяет руль с управляемыми колесами. Причем речь не только о передних колесах, но иногда и о задних. На современных автомобилях с полноуправляемыми шасси некое подобие рулевой рейки присутствует и на заднем подрамнике.
На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть видеообзор про рулевые рейки.
Выбрать и купить рулевую рейку для вашего автомобиля вы можете в нашем каталоге б/у запчастей.
Рулевой механизм с рейкой устроен очень просто. Как таковая зубчатая рейка находится внутри корпуса. Оба конца рейки соединены с поворотными кулаками подвески. Зубья рейки находятся в зацеплении со входным валом, который является продолжением рулевого вала.
Для того, чтобы при повороте руля водителю не приходилось прилагать большую физическую силу, рейка оснащена вспомогательным усиливающим механизмом.
Рейка с гидравлическим усилителем
Классический вариант усилителя рулевого управления – гидравлический. Насос создает давление гидравлической жидкости и направляет ее к золотниковому распределителю, который находится на входном валу. Распределение гидравлической жидкости происходит в момент вращения входного вала, т.е. при вращении руля. Распределенная жидкость под высоким давлением направляется по трубкам в корпус рулевой рейки.
Внутри корпуса рейки на валу установлен поршень. По сути, это металлическое кольцо или шайба, которая разделяет корпус рейки на левую и правую часть. Или, другими словами, на два гидроцилиндра, расположенных вдоль рулевой рейки.
На входном валу находится золотниковый гидравлический распределитель. При повороте руля он открывает подачу гидравлического масла к тому или иному гидроцилиндру. Т.е., к рулевой рейке прикладывается определенное усилие, которое складывается с физическим усилием, прилагаемым водителем к рулевому колесу. Благодаря этому управляемые колеса автомобиля поворачиваются с гораздо меньшим усилием.
Насос ГУР соединен ремнем с коленвалом, а потому его производительность зависит от скорости работы двигателя. Для того, чтобы избавиться от такой зависимости, насос оснащен клапаном управления потока (клапаном расхода давления), благодаря которому к гидроцилиндрам поступает одинаковый поток гидравлической жидкости.
Дополнительный золотниковый клапан в насосе ГУР даже ограничивает объем подаваемого к распределителю масла. Таким образом, при движении автомобиля влияние усилителя уменьшается, чтобы руль не вращался слишком легко.
Более тонкое управление усилением рулевого механизма в зависимости от скорости движения осуществляется при помощи клапана с электромагнитным, то есть с компьютерным, управлением.
Бывают случаи, когда насос ГУР перестает качать, т.е. не создает давления. В этом может быть виноват подклинивший клапан расхода давления. Вернуть в строй насос ГУР можно снятием и его очисткой.
Рейка с электрогидравлическим усилителем
Рейка с электрогидравлическим усилителем по сути устроена аналогичным образом. Единственное отличие в том, что насос гидроусилителя приводится электромотором, а не ремнем навесного оборудования. При такой схеме электроника может варьировать степень усиления рулевого управления от максимального при маневрировании на парковке до минимального при движении по шоссе.
Рейка с электрическим усилителем
Рулевой механизм с электрическим усилителем вообще лишен гидравлики. Прибавка усилия при вращении руля осуществляется электромотором. Электромотор прикладывает усилие непосредственно к рулевому валу через отдельный редуктор.
Что ломается в рулевой рейке?
Чаще всего поломки и неисправности рулевой рейки с гидроцилиндрами сводятся к течам масла. Течи масла возникают по сальникам, или как их еще называют – силовым манжетам – гидроцилиндрам, которые уплотняют вал (саму рейку). Давление масла в гидроцилиндрах высокое, достигает 150-200 бар.
Причем течь возникает не столько из-за давления масла, сколько из-за износа внутренней окружности сальника. Дело в том, что из-за коррозии вала рейки на ее поверхности появляются шероховатости, которые задирают сальник. Он, в свою очередь, дает течь.
Коррозия на поверхности вала рейки в первую очередь возникает из-за попадания влаги через порванный или неправильно надетый пыльник. Пыльники нужно фиксировать специальными предназначенными для этого хомутами, которые позволяют рулевой тяге проворачиваться.
При сильном коррозионном износе вала изнашиваются опорные втулки вала. В образовавшемся зазоре вал начинает стучать.
В картере входного вала и распределителя давление масла меньше, поэтому там используются обычные сальники. Однако и они могут дать течь. Опять же из-за коррозии, которая подбирается к ним по рулевому валу.
А вот из-за металлической пудры или стружки в гидравлическом масле может возникнуть износ на поверхности картера входного вала и распределителя. Чаще всего это касается тех рулевых реек, где распределитель фиксируется фторопластовыми втулками.
Еще одна деталь рулевой рейки, подверженная износу – это сухарь в механизме ее регулировки. Сухарь прижимает шестерню входного вала к зубьям рейки. Сила прижатия регулируется на заводе, тарируется пружиной. Т.е. если возник люфт между шестерней и рейкой, то устранить его поджатием регулировочной гайки невозможно. Придется разбирать этот узел и, скорее всего, будет обнаружен износ сухаря.
В особо запущенных случаях можно столкнуться с износом шестерни и зубьев рейки. В этом случае по экономическим соображениям ремонт нецелесообразен. Лучше и дешевле купить б/у рулевую рейку.
Особенности износа рулевых реек с электроусилителем
Рулевая рейка с электроусилителем точно так же страдает от коррозии. Но в этом случае она не будет течь, т.к. течь там нечему. Она сразу начинает стучать из-за сильного износа направляющих опорных втулок. Хуже всего то, что коррозия может развиваться гораздо дольше и может нанести серьезные повреждения валу, из-за чего его стачивание до ремонтного размера будет невозможно.
Создавая рейки с электронасосом или электромотором инженеры хотели упростить их конструкцию. Но на практике те же электромоторы оказались не очень долговечными, из строя выходит как сам электромотор, так и подшипники его вала. Электронасос может отключаться прямо на ходу, что вызывает серьезные проблемы в управлении автомобилем. Электроника может просто глючить: например, насос может не выключаться при остановке двигателя, в результате электромотор быстро разряжает батарею.