Проблемы с рулевой рейкой

Рулевая рейка – это механизм, отвечающий за поворот передних колес автомобиля и соединенный с ними посредством тяг. Как и любой другой агрегат, элемент постепенно изнашивается в процессе эксплуатации, что негативно влияет на управляемость машины. Поскольку данная проблема связана с безопасностью водителя и пассажиров, хозяину авто необходимо различать признаки неисправности рулевой рейки, чтобы устранять их в кратчайшие сроки либо ставить новую запчасть.

Кратко об устройстве механизма

Элемент представляет собой цилиндрический корпус, куда помещены следующие детали:

• сама зубчатая рейка, движущаяся внутри втулок;
• ведущий вал с косозубой шестеренкой, вращающийся на 2 подшипниках (соединяется с рулевой колонкой);
• 2 тяги, подключенные к концам реечного механизма и поворотным кулакам ступиц;
• система упоров и пружин, ограничивающих ход рейки и выбирающих люфты шестеренчатой передачи;
• резиновые чехлы (пыльники) в виде круглых «гармошек», защищающие картер механизма от попадания грязи;
• корпус элемента наполнен жидкой смазкой.

Таково устройство обычной механической и так называемой электрической рейки, действующей в паре с электроусилителем руля (ЭУР). Если автомобиль оснащен гидравлическим усилителем (ГУР), то конструкция механизма дополнена цилиндрами и поршнями, помогающими двигать зубчатую планку в ту или иную сторону.

Элемент работает по простому принципу: при вращении руля ведущий вал посредством шестерни двигает рейку в необходимом направлении. Концы детали, связанные с тягами, заставляют поворачиваться передние колеса. ГУР либо ЭУР реагирует на движение руля и «подталкивает» реечный механизм в нужную сторону, снимая физическую нагрузку с водителя.

Признаки неполадок

Поскольку большинство легковых автомобилей оборудовано гидравлическим усилителем, то симптомы износа рейки следует рассматривать в комплексе с элементами ГУР – насосом, распределительным клапаном и масляными магистралями.

Неполадки работы реечного механизма делятся на явные и скрытые. Выявить первые способен сам автолюбитель в процессе движения либо в результате осмотра узлов и агрегатов. Во втором случае четко определить неисправность может мастер станции технического обслуживания. Ваша задача – вовремя отреагировать и обратиться на СТО при появлении следующих симптомов:

1. Стук, раздающийся в передней части авто при движении по неровностям, особенно в повороте. Расположение звука – приблизительно по центру, где установлена рейка.
2. При езде по мелким ухабам или насыпному покрытию вибрация явственно передается на руль.
3. После прохождения поворота баранка неохотно возвращается в исходное положение либо остается повернутой. При попытке быстрого вращения руль наливается тяжестью.
4. Свободный ход баранки заметно увеличился, отчего машина «рыскает» на прямом участке дороги и требует постоянной корректировки траектории движения со стороны водителя.
5. Гул, свист и прочие посторонние звуки.
6. Для поворота приходится прикладывать большое усилие на руле.
7. Критическая поломка – заклинивание механизма либо самопроизвольное вращение баранки без изменения направления движения.

Примечание. Специфика стука реечного механизма – центральное расположение, из-за чего водителю кажется, будто звук доносится с обеих сторон сразу. Подтверждающий признак – вибрация на руле и увеличение люфта.

Если удалось однозначно выяснить, что стучит рулевая рейка, произведите внешний осмотр агрегата. Особое внимание уделите резиновым пыльникам – их видно сквозь арки передних колес и частично – под капотом. Лучший вариант – обследование на смотровой канаве. Порывы и масло на «гармошках» свидетельствуют о том, что внутрь элемента попала вода и грязь, ускоряющая износ всех деталей.

Другие внешние признаки поломки – потеки смазки на кожухе агрегата. Если сразу не заметить прохудившийся сальник, то уровень масла в картере снизится и начнется так называемый кольцевой износ корпуса и силового цилиндра. Последствия – дорогостоящая замена узла в сборе.

При наличии гидроусилителя руля нужно осматривать не только рейку, но и элементы ГУР – насос, ременной привод и масляные шланги. Загляните в расширительный бачок – пониженный уровень сразу даст понять, что смазка теряется в результате утечки. Дополнительное подтверждение – свежие пятна под автомобилем на месте постоянного хранения.

Подробней о проблеме мы писали в этой статье.

В отличие от ГУР, электрические усилители не подают признаков неисправности и выходят из строя сразу. Но подобные случаи – редкость, в целом ЭУР – довольно надежный агрегат.

Что делать с неисправностями рейки?

В подавляющем большинстве случаев замена или ремонт рулевой рейки производится на автосервисе, поскольку даже снятие элемента – задача непростая. Но мелкие проблемы можно решить самостоятельно, например:

1. Заменить порвавшийся резиновый пыльник. Если вы обнаружили данный дефект на ранней стадии, когда реечный механизм функционирует исправно, то можете поменять кожух в гараже на смотровой яме. Не забудьте очистить от грязи детали под пыльником.
2. Устранить протечки гидравлической жидкости на патрубках. Для этого придется опорожнить систему и заменить шланги, лучше все сразу.
3. Поставить новые наконечники рулевых тяг. Признаки износа шаровых пальцев очень похожи на неисправность рулевой рейки – возникает люфт руля и стук.
4. Сменить разбитую крестовину рулевого вала.
5. Подтянуть либо поменять ремень, вращающий шкив гидравлического насоса. Проскальзывание ременной передачи ведет к ухудшению работы усилителя и затруднительному вращению руля.

Конструкцией рейки предусматривается регулировка зазоров в передаточном узле. На ранних стадиях изношенности шестерен люфт устраняется подтягиванием регулировочных винтов. Самому выполнять операцию крайне нежелательно: если перестараетесь и не оставите зазоров, зубчатая передача станет изнашиваться еще быстрее.

Когда проблема кроется внутри корпуса реечного механизма, самостоятельно устранить стук не получится, разве что вы сами – автомеханик. Наиболее распространены следующие внутренние неисправности:

• выработка зубьев на рейке либо рулевом валу;
• люфт подшипников;
• разгерметизация сальников;
• кольцевой износ втулок, цилиндров;
• деформация вала либо самой рейки в результате попадания колеса в глубокую выбоину и удара по механизму.

Часть перечисленных поломок устраняется путем установки ремонтных комплектов в условиях автосервиса. Изношенные детали зубчатой передачи отдельно лучше не менять – необходимо ставить новую рейку.

Есть ли альтернатива дорогостоящей замене узла из-за его течи или стуков? Разбираемся в основных неисправностях и оригинальных приемах ремонта рулевых механизмов.

Еще не так давно автопроизводители допускали ремонт механизмов, продавали оригинальные запчасти и разрабатывали технологии восстановления. Однако позже лавочку прикрыли, мотивируя это угрозой безопасности. Хотя в конструкцию и технологии изготовления рулевых реек никаких принципиальных изменений не внесли. Благо, альтернатива дорогостоящей замене узла из-за его течи или стуков всё еще есть. При квалифицированном подходе рейки успешно ремонтируют без какой-либо угрозы безопасности.

ПАЛКИ В КОЛЕСА

Примерно в 2005 году почти все автопроизводители резко изменили свою политику — рулевые рейки были объявлены неремонтопригодными. Продажу оригинальных запчастей и доступ к информации о технологии восстановления узлов прикрыли. Однако это не поставило крест на индустрии ремонта.

Для большинства автомобилей рулевые механизмы делают крупные сторонние производители, например ZF. Поэтому остались доступными оригинальные запчасти и техническая информация. Кроме того, никто не отменял унификацию. Зачастую на свежие модели одного автопроизводителя подходят запчасти от других машин начала 2000‑х годов. Кроме того, есть производители, специализирующиеся на тех же сальниках и втулках. По их каталогам нетрудно подобрать запчасть необходимого типа и размера — номинального или ремонтного. Так что пока можно починить практически любую рейку.

Скрытая угроза

Настоящий бич всех рулевых реечных механизмов — коррозия. Причиной ее становится в основном неквалифицированное обслуживание. Часто при замене рулевых тяг сервисмены фиксируют их пыльники универсальными пластиковыми хомутами — это гораздо проще, чем мучиться с установкой штатных, металлических. Но пластиковый хомут, как его ни затягивай, не обеспечивает полной герметичности пыльника, которая имеет решающее значение для здоровья механизма.

При работе рейки пыльники рулевых тяг поочередно сжимаются и разжимаются, благодаря чему возникает движение воздуха внутри узла. Без такой вентиляции каждый пыльник чрезмерно деформируется, а это чревато их повреждением. Для циркуляции воздуха большинство производителей делают проточки различных типов на зубчатой рейке. Если установлены пластиковые хомуты, один из пыльников подсасывает теплый воздух из подкапотного пространства, а другой выпускает его обратно. При прохождении через рулевой механизм воздух активно остывает (ведь узел стоит на подрамнике близко к земле) — образуется конденсат. Достаточно полугода, чтобы рейка начала ржаветь.

Коррозия рулевого вала дает знать о себе раньше на рулевых механизмах с гидроусилителем. Из-за работы по шероховатой поверхности начинают быстро изнашиваться и течь сальники. На рулевых рейках с электромеханическим усилителем распознать начало болезни сложнее. Когда дело дойдет до ощутимых неисправностей — стуков и люфтов, коррозия уже успеет нанести зубчатой рейке непоправимый вред. В запущенных случаях она поражает зубья, которые не подлежат ремонту. Зубья имеют сложный профиль и высокую поверхностную закалку, и правильно восстановить их после любой механической обработки практически невозможно.

С коррозией остальных поверхностей рейки борются тремя методами: шлифовкой, стачиванием под ремонтный диаметр и завтуливанием. Шлифовку делают, когда ржавчина поверхностная и суммарное уменьшение диаметра рейки не превышает 0,1 мм. При этом используют запчасти (сальники и опорную втулку) номинального размера. С таким увеличением зазора течей и стуков не будет.

При более глубокой коррозии допустимо безболезненно стачивать зубчатую рейку не более чем на 0,5 мм. Такова рекомендация большинства производителей. Эти детали обычно закалены на глубину около 1,5 мм. Ведь они должны надежно работать под давлением масла до 150 бар. При столь значительном уменьшении диаметра используют запчасти ремонтного размера. Сальники подбирают по каталогам, а втулки иногда приходится изготавливать.

А вот любопытная технология для искоренения более суровой ржавчины. Зубчатую рейку протачивают и, используя специальный компаунд, напрессовывают трубу из нержавейки — этот материал обладает достаточной прочностью. Затем рейку вновь протачивают и полируют под номинальный диаметр. Технология сложна и имеет много подводных камней.

Бывает, из-за конструктивных особенностей корродирует входной рулевой вал рейки. Обычно вал расположен под углом около 45º, и в месте, где он проходит через моторный щит, образуется подобие чашки. На многих машинах в нее постоянно попадает вода с улицы, из-за чего вал начинает ржаветь. Коррозия доходит до сальника, вызывая его преждевременный износ. Гидравлические рейки возвестят об этом течью, а электромеханические опять-таки молчат до последнего. Лечение аналогичное: вал протачивают и под новый диаметр подбирают ремонтный сальник. Глубина обработки не имеет принципиального значения, ведь для изготовления этой детали не применяют металл с особыми механическими свойствами. Впрочем, редко когда снимают больше 1 мм.

Рулевой механизм в иерархии важности, несомненно, стоит на одной ступени с тормозами — оттого и внимание к его техническому состоянию должно быть соответствующее, и «прислушиваться» к автомобилю и его управляемости необходимо с полной самоотдачей. Сегодня мы выясним, как же диагностировать наличие проблем в рулевом механизме самостоятельно, а затем наглядно рассмотрим, чем чреваты его неисправности, поменяв рулевую рейку в сборе на автомобиле Jeep Patriot.

Н аше основное внимание сегодня будет сконцентрировано исключительно на современной конструкции рулевых механизмов для легковых автомобилей – реечных. А установленный в немалой их доле гидравлический усилитель насколько упрощает управление, настолько же и усложняет обслуживание. Да-да, настолько, что бывают моменты, когда проще заменить всю рейку в сборе, чем отдать ее в ремонт. Именно с этой задачей к нам на подъемник попал довольно редкий Jeep Patriot. Внедорожник и вправду редкий – но только не по конструкции: с точки зрения механики его впору использовать как пособие по устройству автомобиля.

Кратко об устройстве

Прежде чем начать диагностировать рейку, стоит разобраться, как она устроена. Представьте себе две шестерни, одну из которых разрезали и развернули в ровную ленту с зубьями. К оставшейся круглой шестерне подсоединили вал с рулевым колесом, а к ленте – тяги, которые сочленили с поворотными кулаками колес. По сути, это всё – здесь можно останавливать введение в базовое устройство. Но будем последовательны.

Пара «шестерня-рейка» помещена в цилиндрический корпус. Как уже говорилось выше, к рейке с зубьями подсоединены рулевые тяги. Покрыты эти тяги пыльниками, внутри которых, естественно, заложен смазочный материал, чтобы минимизировать последствия от трения. Рулевые тяги соединяются с рейкой шарнирно, чтобы снизить ударные нагрузки и создать свободу перемещения. Весь механизм крепится к поперечине кузова в моторном отсеке или, как в нашем случае, к подрамнику передней подвески. В целом рулевой механизм – живая иллюстрация аксиомы «чем проще – тем надежнее».

Да, мы не сказали еще об одной «мелочи» — это наконечники рулевых тяг, представляющие собой шарнир с приваренным к нему штоком. Наконечник накручивается на рулевую тягу и фиксируется стопорной гайкой. Существуют конструкции, когда гайка на самом наконечнике разрезная, а после накручивания стягивается болтом наподобие хомута. И последний вопрос: почему бы рулевую тягу не выполнить одним целым с наконечником? Потому, что благодаря наконечнику возможна регулировка схождения передних управляемых колес. Выкрутил наконечник – схождение увеличилось, вкрутил поглубже – уменьшилось.

Теперь скажем пару слов про усилители рулевого управления. На данный момент основных типов усилителей два: гидравлический и электрический. В гидравлических (ГУР) крутить руль «помогает» жидкость под давлением (чаще всего это трансмиссионное масло), которое создается насосом. Насос приводится во вращение ремнем от шкива коленвала или же электромотором. В электрических усилителях руля (ЭУР), как несложно догадаться, на помощь водителю приходит электромотор. Усилитель стоит рассматривать как часть рулевого механизма, поскольку элементы гидравлического усилителя интегрированы в корпус этого механизма.

Что может выйти из строя

Пойдем от простого к сложному. Разрушение пыльника довольно быстро приводит шарнир рулевого наконечника в негодность – благо, заменить наконечник не составляет труда. Процедура довольно проста и может быть выполнена даже в «домашних» условиях. Единственный связанный с этим нюанс, который не сделаешь дома, – это регулировка углов установки управляемых колес. Да-да, как бы вас не уверяли в своем профессионализме работники «гаража и молотка», каждый раз после замены наконечника необходимо выполнять проверку и регулировку углов установки колес. За непосещение стенда придется расплачиваться как минимум неравномерным износом шин.

Выше мы уже говорили о надежности схемы реечного рулевого механизма – но ведь все не может быть абсолютно хорошо. Есть-таки слабое звено и здесь – пыльники. Они изготавливаются из мягкого полимера и от довольно незавидных условий работы могут быстро приходить в негодность. Дальнейшая схема прозрачна и стремительна: вовремя не выявил повреждение пыльника – и вот уже грязь и пыль начали поступать внутрь корпуса рулевого механизма, смазочный материал уже не в силах помочь – и пиши пропало.

Следующий элемент механизма – рулевые тяги. Шарнир рулевой тяги может «застучать» даже при условии целого пыльника, так как на его долю приходятся довольно большие нагрузки ударного характера.

Еще один неприятный отказ, который может произойти неожиданно, – это закусывание зубьев. В этом случае рулевой механизм заклинивает так, что баранку не стронуть ни влево, ни вправо. Опасность такой неисправности во время движения описывать излишне, а ее причины могут быть разными – это и недостаточное количество смазки, и неправильная регулировка натяга в зубчатом зацеплении, и банальный износ.

На этом возможные проблемы с рулевым механизмом заканчиваются – поломки гидроусилителя мы рассмотрим в отдельной статье о ремонте рейки в ближайшее время. К слову, увеличенный люфт рулевого колеса также может говорить о том, что с рейкой что-то не так. В конструкции рулевого механизма присутствует упор, который в зависимости от конструкторской фантазии может быть регулируемым или нерегулируемым. Так, если возможность регулировки есть, то подкрутив упор, можно отрегулировать люфт. Если такой возможности нет, то рейку, возможно, придется заменять или отдавать в ремонт.

Как диагностировать неисправности

Как и в случае с элементами подвески, с рулевым механизмом действует одно правило: если вы заехали на СТО – проверьте сами или попросите более опытного мастера проверить все элементы на наличие поломок, дефектов или износа. Если же вы нечастый гость сервисов, то стоит проявлять особую внимательность в «выискивании» посторонних звуков при движении и повороте руля. Правда, при таком, менее точном, методе диагностики ситуация в итоге может сложиться так, как у автора этих строк.

Автомобиль поступил к нам с жалобой на то, что при начале движения слышался постоянный стук, похожий на перекатывающиеся шарики. Первое, что пришло в голову владельцу, – это «прощание» с подшипником ступицы, который был заменен в тот же день. Позже, когда стук не унимался, он все-таки отправил автомобиль на диагностику, где выявили болтающийся наконечник рулевой тяги – у него износился шарнир. Хорошо, что автомобиль был заднеприводным, и никто не полез менять ШРУС.

Вывод из сказанного довольно простой: определить неисправность рулевого управления можно во время движения. Исключением может быть лишь ситуация, при которой износ достиг такого масштаба, что шарнир или тяга просто-напросто болтаются. Потому повторюсь, но скажу: слушайте свой автомобиль!

Замена рулевого механизма с гидроусилителем в сборе

Хозяин автомобиля – довольно ответственная личность, а потому при первых признаках неисправности рулевого механизма обратился за помощью. Мастер взял машину на тест, во время которого выявилось легкое закусывание руля при вращении. Легкое закусывание могло перерасти в ближайшем будущем в заклинивание, поэтому было принято решение заменить рейку в сборе. Да и времени на ее ремонт у хозяина просто не было, так как автомобиль эксплуатируется каждый день.

Упрощение в инженерии и проектировании – вещь довольно интересная. Так оказалось и в нашем случае: частично силовой агрегат, элементы подвески и рулевая рейка крепятся к подрамнику.