Рулевая рейка – агрегат, задача которого передавать вращательное усилие на руле автомобиля к его колесам через рулевые тяги, посредством зацепления зубьев шестерни рулевого вала с зубьями рейки.
Независимо от того, как устроена рулевая рейка, основным её элементом, как механического узла, является, собственно, сама рейка, представляющая из себя металлическую штангу с зубьями для зацепления с шестерней. С торцов рулевая рейка имеет посадочные места для рулевых тяг, идущих уже непосредственно к цапфам колес.
Прижимным поршнем рейка поджимается к шестерне для плотного контакта. При износе, поджиманием поршня ликвидируется возникший в результате износа зазор. Сама рейка в сборе находится в защитном корпусе, предотвращающем попадание влаги и грязи на места зацепа. Места соединения с тягами и рулевой колонкой защищены сальниками.
Соотношение числа зубьев шестерни и рейки, принято называть передаточным числом. Именно оно, это соотношение, отвечает за количество оборотов руля от «упора до упора». Чем меньше оборотов - чем «чувствительнее» или «острее» руль - тем точнее управление колесами и лучше «связь с дорогой».
Основные виды рулевых реек:
- Механические;
- Гидравлические;
- Электрические.
Но независимо от того как устроена рейка, принцип работы рулевой рейки автомобиля не меняется – меняется лишь характер воздействия на вращательный механизм: если в механической рейке – это прямое мускульное воздействие, то в гидравлической рейке воздействие происходит через гидроусилитель, и соответственно, такое воздействие им усиливается. В электрической рейке может отсутствовать прямая связь рулевой колонки и шестерни, которая взаимодействует с рейкой: поступает электрический сигнал на электродвигатель, который вращает шестерню.
Механическая рулевая рейка
При использовании механической рейки, связь с дорогой идеальная. Однако эта «чувствительность» имеет и негативную сторону – все удары колеса передаются по жесткой связи: тяга-рейка-рулевой вал-рулевое колесо, на руль. К тому же маневренность ограничивается усилием на руле, так как физические возможности водителей разные. Поэтому стали применять гидроусилитель, что послужило появлению гидравлических реек.
Гидравлическая рулевая рейка
Применение гидропомощника в рулевом механизме позволяет уменьшить передаточное число, при котором зубья шестерни зацепляются с зубьями рейки. Это улучшает маневренность и увеличивает угол поворота колес при меньшем обороте руля и меньшем силовом воздействии на него. Кроме того, гидроусилитель демпфирует ударные нагрузки от колеса на руль. При этом связь с дорогой остается достаточно тесной. В случае поломки гидроусилителя, возможность управлять автомобилем, хотя и сохраняется, но затруднена – как раз добраться до СТО.
Электрическая рулевая рейка
Принцип работы рулевой рейки автомобиля с электроусилителем по части механики тот же. Применение электроусилителя позволяет полностью снять усилие на руле, однако информативность при этом будет равняться нулю, что непривычно и небезопасно. Поэтому все реакции на руль при применении электроусилителя имитируются: информация от датчиков поступает на ЭБУ, который, в свою очередь, «приказывает» электромотору с какой скоростью и сопротивлением осуществлять вращение. Часто, при поломке электроусилителя, эксплуатация автомобиля невозможна.