Рулевой Редуктор: Снятие, Замена Или Ремонт, Сборка и Установка Своими Руками, Каким Маслом Смазывать Рулевое Управление

В системе управления машиной рулевой редуктор передает и усиливает крутящий момент с рулевого колеса. Конструкционно это механическая передача, помещенная в корпус, закрепленная неподвижно на кузове авто, имеющая собственную систему смазки и регулировку.

Редуктор рулевой системы

Безрельсовое наземное транспортное средство в принципе бесполезно без функции поворота. За нее отвечает рулевая система, состоящая из колеса (руль), колонки, редуктора и исполнительного механизма (тяги к управляемым колесам, обычно передним). Алгоритм поворота машины имеет вид:

водитель прилагает усилие на рулевое колесо;
крутящий момент передается в колонку (вал внутри трубчатой конструкции);
затем рулевой редуктор изменяет пространственное положение оси вращения, усиливает крутящий момент, передает его на кулису;
шарнирно закрепленные на кулисе средние и боковые тяги толкают в заданном направлении поворотные рычаги управляемых передних колес.

Принцип действия рулевой системы с редуктором

Другими словами, редуктор рулевого управления преобразует вращение руля в возвратно-поступательные движения влево/вправо относительно маршрута движения машины, делая возможным поворот транспортного средства.

Реализация этого принципа возможна несколькими способами, самыми популярными из которых являются шестерня/червяк, винт/рейка и шестерня/рейка.

Внимание: Последняя передача не имеет корпуса, то есть полноценным редуктором не является. В данном руководстве рассматриваться не будет.

Реечная передача рулевого управления

Заливается масло в рулевой редуктор для смазки деталей трения только в червячных и винтовых модификациях, имеющих картер.

Назначение редуктора в рулевой системе авто

водитель прилагает усилие на рулевое колесо;
крутящий момент передается в колонку (вал внутри трубчатой конструкции);
затем рулевой редуктор изменяет пространственное положение оси вращения, усиливает крутящий момент, передает его на кулису;
шарнирно закрепленные на кулисе средние и боковые тяги толкают в заданном направлении поворотные рычаги управляемых передних колес.

Принцип действия рулевой системы с редуктором

Внимание: Последняя передача не имеет корпуса, то есть полноценным редуктором не является. В данном руководстве рассматриваться не будет.

Реечная передача рулевого управления

Плюсы и минусы рулевого редуктора

К достоинствам следует отнести эффект самоторможения, большое передаточное отношения благодаря использованию всего двух деталей, низкий уровень шума и плавность хода.

Недостатками рулевого редуктора червячного типа является повышенный износ, обильное тепловыделение из-за сил трения, заедание и сравнительно низкий КПД. Для предотвращения заедания и быстрого износа необходимо регулировать механизмы и соблюдать требования к точности сборки.

Главное преимущество червячного редуктора перед зубчатым состоит в том, что начальный контакт звеньев происходит по линии, а не в точке. Входной и выходной валы в рулевом редукторе червячного типа могут скрещиваться под разными углами (чаще всего под 90°). Также весомым преимуществом является то, что при одинаковом передаточном отношении червячная передача занимает намного меньше места.

Конструкция редуктора

В упрощенном виде устройство рулевого редуктора представляет механическую зубчатую передачу с передаточным числом 15 – 30. Это позволяет снизить усилие крутящего момента, которое пользователь должен приложить к рулю. Основными нюансами при этом являются:

с увеличением передаточного числа вал внутри рулевой колонки крутить значительно легче;
в то же время, в большую сторону отклоняется угол, на который нужно провернуть руль;
на высоких скоростях это опасно ДТП, так как автолюбитель может физически не справиться с этой задачей.

Передаточное число зубчатой пары

В связи с этим в транспортных средствах с гидроусилителем либо электроусилителем руля (ГУР и ЭУР, соответственно) эти агрегаты дублируют снижение крутящего момента на рулевом колесе. Для примера:

в редукторе с передаточным числом 30 для поворота колес на 25 градусов «баранку» нужно выкрутить на 750 градусов;
передача с отношением 15 потребует вращения руля на 375 градусов для аналогичного поворота колес;
однако в первом случае нужно приложить 6 кН усилия, а во втором 3 кН, что вдвое меньше.

Редуктор на 2 оборота руля

Конструкторами транспортных средств в редуктор закладывается схема – из нейтрального положения (колеса по ходу движения) за 2,5 оборота руля максимум они должны повернуть на 30 – 45 градусов влево или вправо. То есть, общий ход «баранки» составит 4 – 5 оборотов, чтобы подшипник прослужил дольше, а пользователю было комфортно управление на разных скоростях.

Пространственное положение

Рулевая колонка расположена вертикально или наклонно, а тяги и рычаги поворотных колес горизонтально, поэтому простейшим вариантом преобразования вращения является горизонтально расположенный редуктор – рейка.

Во всех остальных случаях, то есть при использовании редукторов (передача в корпусе) используются вертикальные модификации:

червяк, нижняя коническая шестерня или винт расположены вертикально;
насаженная на их вал кулиса вращается в горизонтальной плоскости.

Вертикальный редуктор

В сложных схемах угловой рулевой редуктор обычно передает вращение с кардана на кардан, и дальше на управляющий механизм. Соответственно, в каждом редукторе используется подшипник разной конструкции.

Угловой редуктор

Внимание: ГУР и ЭУР не относятся к рулевым редукторам, так как являются самостоятельными сложными узлами автомобиля.

Конструкция ГУР

Тип передачи

Самыми эффективными традиционно считаются зубчатые и червячные передачи. Однако в них могут использоваться конические, цилиндрические и комбинированные шестерни. Существуют кинематические схемы редукторов нескольких модификаций:

одноступенчатые, двухступенчатые, многоступенчатые;
с раздвоенными ступенями;
с развернутыми ступенями соосными.

Редуктор Мерседес многоступенчатый

Чаще прочих применяются схемы:

шестерня – червяк (червячные);
коническая шестерня – коническая шестерня (угловые);
винт – гайка шариковая – рейка – шестерня (винтовые).

Редуктор винтовой

Винтовыми механизмами комплектуются легковые машины представительского класса, тяжелые грузовики и автобусы. Червячные модификации стоят на остальных авто, они не чувствительны к неровностям дорожного покрытия, передача находится в постоянном зацеплении, обеспечивает больший маневр.

По умолчанию червяк имеет большую поверхность контакта с валом, подшипник испытывает меньшие нагрузки, эксплуатируется в щадящем режиме. В винтовых редукторах вал и подшипник изнашиваются быстрее.

На практике червяк может сопрягаться с кривошипом двухзубым либо многозубым, 2 – 5 зубым сектором и роликом с двумя или тремя гребнями. В большинстве машин применяется глобоидный, а не цилиндрический червяк (седлообразная рабочая поверхность). Это позволяет снизить трение на 15 – 25%.

Обычный и глобоидный червяк в редукторе

Передаточное отношение

Указанная характеристика жестко привязана к конструкции конкретного транспортного средства. Самыми маневренными считаются машины с рулевыми рейками, но «баранку» приходится крутить с заметным напряжением, что особенно заметно на старых ВАЗ, не оснащенных ЭУРом и ГУРом.

При среднем значении передаточного числа U=20 полному обороту руля соответствует поворот колес на 20 градусов. В настоящее время для грузовиков и автобусов принято значение U 20 – 25. Например, у ЛиАЗа оно по паспорту 23,6, а у КамАЗа 20 ровно.

Редуктор рулевой грузовика Man

Для легковых машин стандартом условно считается U в пределах 16 – 20. Например, ВААЗ 2105 обладает передаточным числом 16,4 единицы. Основными нюансами рулевого управления являются:

с усложнением конструкции увеличивается люфт в рулевом, так как детали изнашиваются, подтяжка производится несвоевременно;
на малых скоростях и при выруливании с парковки требуется большее усилие на руле, поэтому созданы механизмы с изменяемым значением передаточного числа;
существует обратная связь – рывки рулевого колеса при передвижении по неровному дорожному покрытию и пересеченной местности.

Поскольку узел является ответственным и достаточно сложным, продается рулевой редуктор с инструкцией по эксплуатации, в которой указано, как отрегулировать свободный ход и усилие на руле для конкретной конструкции.

Что можно сделать из рулевого редуктора

Стоит упомянуть о том, что можно сделать из рулевого редуктора, так как сфера его применения не ограничивается установкой в автомобили. Лебёдка – очень полезная вещь, с её помощью можно поднимать тяжёлые грузы, вытаскивать застрявшие автомобили. Если её до сих пор у Вас нет, но при этом есть не нужный редуктор – это отличный способ совмещения нужного и полезного.

Процесс создания лебёдки из не нужного редуктора довольно интересный, однако его подробное рассмотрение достойно отдельной темы. Наиболее подходят для изготовления детали червячного типа. Перед началом создания лебёдки стоит узнать, что такое и для чего служит рулевой механизм в автомобиле и электротехнике.

Расположение рулевого редуктора

Поскольку под капотом авто стоит основной «виновник» вибраций – мотор, крепится редуктор рулевого механизма исключительно к кузову машины. Его местоположение отличается у различных брендов и модификаций, но доступ к крепежу всегда крайне сложный.

Расположение редуктора в Jeep WJ Limited

Чтобы отрегулировать рулевой редуктор, придется демонтировать защиту снизу, как минимум. Травмобезопасность водителя при лобовом столкновении обеспечивается следующим способом:

верхние крепежные болты приварены к корпусу редуктора;
снизу стоят болты отрывные, края фиксирующих пластин которых проходят в специальные прорези кронштейна.

Отрывные болты для безопасности водителя

При ударе руль складывается вперед вверх, что более безопасно для грудной клетки водителя, чем любые другие варианты.

От чего подходит рулевой редуктор на ВАЗ

Многих автовладельцев отечественного автопрома интересует вопрос от чего подходит рулевой редуктор на ВАЗ и как это определить. На этот вопрос нет однозначного ответа, так как всё зависит от длины вала. Обычно у автомобилей разных моделей она отличается. Поэтому при перестановке редуктора с одной машины на другую, может потребоваться замена рулевой колонки на подходящую.

Другой способ решения проблемы – приобрести новый редуктор. Сделать это можно в любом магазине автозапчастей или в интернете. Для этого стоит заранее узнать, как выглядит и что такое артикул детали автомобиля или как его найти на снятом редукторе. Используя этот номер, Вы защитите себя от покупки неподходящей детали.

Основные неисправности

В зависимости от конструкции и эксплуатационных условий конкретного авто ремонт рулевого редуктора становится необходим при обнаружении неисправностей:

тугое вращение руля, усиление обратной связи;
скрипы, стук и масляные пятна на месте парковки;
поломкой считается ухудшение управляемости или маневренности машины.

Производители рекомендуют минимальный ремонт своими руками – можно поменять сальники и смазку, зная, какое масло или набивку использовать, отрегулировать зазоры. Остальные неисправности лучше исправлять в сервисе.

Стук в редукторе

Стук в машине неприятная и раздражающая вещь, и причиной источника шума может быть несколько, поэтому порой сложно определить первоисточник проблемы. Если Вы слышите четкий стук или щелчки в редукторе при повороте руля, то попробуйте долить туда трансмиссионного масла, возможно, его уровень совсем упал. Хорошо будет полностью поменять масло. Проделывать эту операцию стоит раз в 2 года или на 30-40 тыс. км. Уровень проверяется при помощи любого чистого стержня вставленного до упора.

Редуктор для начала нужно протереть, во избежание попадания грязи. Далее открутите крышку масляного канала и откачайте шприцем старое масло. Для замены подойдет любое трансмиссионное масло. Закачиваем его до отметки в 15-20 мм от горлышка. Теперь стук должен уйти. Если стук остался, это связанно с износом червя или подшипника рулевого редуктора, которые придется заменить.

Регулировка

В отличие от ремонта, регулировка рулевого редуктора может осуществляться собственными силами. Для этого производители предусматривают в конструкции регулировочный винт, обычно защищенный полимерной крышкой, пробкой.

Регулировочный винт углового редуктора

Ее вращением увеличивается или уменьшается зазор между деталями передачи (ролик/червяк, сектор/червяк, коническая шестерня/коническая шестерня) в зависимости от конструкции эксплуатируемого редуктора:

защитный колпачок снимается, удаляется стопорная шайба после ослабления гайки;
руль быстро прокручивается помощником на небольшой угол около 15 градусов вправо/влево;
в это же время мастер убирает свободный ход откручиванием или закручиванием винта отверткой;
усилие на руле и свободный ход приводятся в оптимальное соотношение указанным способом;
при затягивании гайки необходимо придержать шлиц винта в отрегулированном положении отверткой.

Регулировка свободного хода и усилия на руле винтом

Внимание: Люфт может присутствовать в оси маятникового рычага, избавиться от него поможет затягивание другой гайки, находящейся на верхней части этой оси, защищенной от прокручивания шплинтом.

Протяжка гайки оси маятникового рычага

По аналогии с этим стук в рулевом редукторе может быть вызван ослаблением крепежа промежуточного вала, гаек поворотных рычагов, кронштейна рычага-маятника, крепежа картера. Похожий эффект вызывает увеличение зазора в червячных подшипниках или в самом зацеплении червяк/ролик.

Основные требования к рулевому управлению

Существуют стандартные требования, которые предъявляются к системе рулевого управления. Если система этим требованиям соответствует, ее можно считать исправной.

Угол свободного хода руля. Это тот угол поворота, который делается «вхолостую», до начала поворота колес. В норме для легковых автомобилей он должен быть не боле 10 градусов, и если свободный ход постепенно увеличивается, это говорит о необходимости регулировки или ремонта.
Система должна правильно «рулить»! То есть, нормально держать автомобиль при езде по прямой, точно выполнять маневры, не отклоняться от заданной траектории.
Руль должен легко поворачиваться во время выполнения маневров. Усилители для того и придумали, чтобы на дороге водитель думал о дороге, а не о том, хватит ли ему сил на следующий поворот. Если управление тугое, требует значительных усилий, проблему нужно найти и решить.
Строго выверенное число полных оборотов руля от среднего до крайнего положения. Для выполнения поворота водитель не должен выкручивать руль до бесконечности.
Система должна работать даже после того, как отключится усилитель руля. В дороге может случиться всё, что угодно, в том числе утечка гидравлической жидкости или отказ электродвигателя в ЭУР. При этом автомобиль должен сохранить управляемость. Да, усилий это потребует больше, но и остановка будет там, где захочет водитель.

Смазка

Опытные пользователи часто производят замену смазки, даже в отсутствие поломок по причинам:

штатная набивка синего цвета слишком густая;
возможно снижение пластичности зимой;
она скапливается возле крышки, минимально поступает к парам трения.

Штатная смазка редуктора

Обычно используется графитовая смазка с добавлением моторного масла для разжижения или специальная редукторная набивка.

Графитная смазка с Мотул 4100 10W40

В некоторых авто, например, ВАЗ 21213 Нива используется трансмиссионное масло, о чем указано в мануале официального производителя для СТО. Для этого верхняя крышка картера имеет отверстие, защищенное резьбовой пробкой, заливать масло можно, не разбирая редуктор.

Редуктор ВАЗ 21213 с отверстием для смазки

Устранение течи

Если смазка рулевого редуктора периодически остается на асфальте под машиной, причинами неисправности могут быть:

сальники валов червяка и сошки – необходим ремкомплект по цене 1200 – 3500 рублей в зависимости от конструкции редуктора;
выработан вал возле рулевой сошки – деталь считается не ремонтопригодной, на практике ремонтируем наплавлением и последующей шлифовкой в заводских условиях;
деформация нижней крышки подшипника червячного вала – возвращение начальной геометрии.

Течь редуктора

В любом случае придется снять рулевой редуктор, что очень сложно на практике. На некоторых авто он извлекается вверх после частичного демонтажа прочих узлов и механизмов в подкапотном пространстве (например, узел инжектора). В других откручивается сверху, а вытаскивается вниз, потребуется, как минимум, яма и демонтаж защиты двигателя.

Устройство и принцип работы рулевого редуктора

Все редукторы имеют корпус, выполненный из литого чугуна или сварной стали. В корпусе располагаются элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и др. Иногда в корпусе редуктора могут размещаться устройства для смазывания подшипников и зацеплений.

На сегодняшний день известно достаточно много разновидностей редукторов. Их можно классифицировать: по типу передачи (червячные и зубчатые); по типу зубчатых колес (конические, цилиндрические, коническо-цилиндрические); по числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.); в зависимости от особенностей кинематической схемы (с развернутой соосной схемой либо с раздвоенной ступенью); в зависимости от расположения валов в пространстве (горизонтальные, вертикальные).

При всем многообразии конструкций чаще всего автомобили оснащают червячными редукторами. Такие редукторы передают крутящий момент с помощью червячной передачи, основными элементами которой являются винт-червяк и зубчатое червячное колесо. Червячная передача на сегодняшний день используется во всех рулевых редукторах.

Червяк представляет собой особый винт, изготовленный из прочных материалов и имеющий трапецеидальную форму профиля резьбы. Червячное колесо внешне очень похоже на обычное зубчатое, однако резьба на таком колесе тщательно подогнана под форму резьбы сопряженного червяка. Как правило, зубчатые колеса для мощных червячных редукторов изготавливаются из двух разных материалов. Сырьем для сердечника служит любая недорогая и в то же время прочная сталь (или обыкновенный чугун), а зубья изготавливаются из высокопрочных антифрикционных материалов. Благодаря своей конструкции червячная передача эффективна в устройствах, в которых требуется высокий крутящий момент в сочетании с низкой угловой скоростью.