Как восстановить вал рулевой рейки

Восстановление вала рулевой рейки автомобиля – один из этапов капитального ремонта этого устройства, которое можно выполнить как в гараже, так и мастерской или в каком-нибудь цеху. Однако эффективность этой операции в домашних условиях зависит от места и степени повреждения. При сильных дефектах исправить деталь можно только в условиях специализированного цеха.

Что и почему повреждается на валу рейки

Зубчатый вал (шток) рейки – основной элемент рулевого механизма, который соединяет руль и колеса в единое целое. Нарезанные на штоке зубцы образуют шестеренчатый редуктор в паре с ведущим валом, который связывает рейку с карданчиком рулевого механизма. Для увеличения срока службы этого редуктора и снижения усилия, которое нужно приложить для поворота колес, зубцы обоих деталей обильно смазаны «Литолом» или другими подобными веществами, а установленные по краям корпуса рейки сальники защищают механизм от воды и грязи. Если же рулевой механизм оснащен гидроусилителем, то часть рейки проходит через него, образуя собой подвижный поршень, разделяющий гидравлическую камеру на 2 части, а облегающие шток манжеты предотвращают утечку АТФ.

Замена сальников не решает проблему, ведь причиной является механический износ зубчатого штока, поэтому единственным способом ремонта при таком повреждении является замена или восстановление вала рулевого механизма. Только после восстановления геометрических размеров и структуры этой детали меняют уплотнители, что обеспечивает герметичность внутренней полости рейки, в том числе ее гидравлической части.

Виды повреждений

Существует 3 вида повреждений:

• деформация;
• механическое истирание;
• коррозия.

Изначально зубчатый вал рейки представляет собой ровный идеально круглый пруток, на небольшом фрагменте которого нарезаны косые зубцы. Под воздействием нагрузок, формируемых подвеской во время проезда неровностей и передаваемых тягами, шток деформируется, из-за чего один из краев, обычно дальний от руля (со стороны втулки), отклоняется от прямой, что снижает эффективность руления, а также приводит к появлению утечек или стука.

Возле сальника и в районе прижимного механизма шток подвергается максимальному трению, поэтому любое загрязнение смазки приводит к ускорению износа тела зубчатого вала. Причем металл в этих местах истирается не всегда равномерно, к примеру, прижимной механизм стачивает металл в районе зубцов, но с противоположной стороны рейки.

Ржавый шток рулевой рейки

Очаги коррозии расположены в районе боковых уплотнителей. Сначала из-за износа резинового сальника или деформации штока появляется протечка, через которую внутрь полости проникает забортная влага, затем начинается коррозионный процесс, формирующий раковины и ржавчину, что приводит к повреждению внутренней поверхности сальника. Если сначала этот процесс развивается крайне медленно, то по мере прогресса скорость образования коррозии становится все больше, а после преодоления какого-то рубежа это начинает влиять на работу рейки, то есть возрастает усилие, которое необходимо приложить для поворота колес.

Что можно восстановить

Весь шток можно условно разделить на две части:

• круглую;
• зубчатую.

Способы ремонта и восстановления

Существует 6 способов восстановления зубчатой рейки рулевого механизма до исходного состояния:

• выравнивание;
• проточка;
• шлифовка;
• напаивание и наваривание;
• гальванизация;
• горячее или холодное напыление металла;
• закаливание и цементация.

Эти операции позволяют восстановить шток рейки после получения любых повреждений, за исключением перелома, но такой дефект сопровождается разрушением корпуса, а также критической деформацией подвески и кузова, поэтому чаще всего настолько искореженные машины сдают в утиль.

Выравнивание

Если зубчатый вал деформирован, то именно эта операция является первой, ведь любые другие действия по восстановлению вала рулевой рейки с погнутой деталью бессмысленны, что бы вы ни делали, протечки не убрать. Допустимое отклонение составляет тысячные доли мм, причем после выравнивания вал рейки требуется проточить под ремонтный размер, ведь шлифовка не восстановит ее форму. В условиях гаража или автомастерской выровнять шток с требуемой точностью невозможно, поэтому такие работы выполняют только в условиях механоремонтного цеха, из-за чего часть автовладельцев, обнаружив на своей машине этот дефект, предпочитают менять зубчатый вал. Ведь найти специалиста с соответствующим оборудованием непросто, да и стоимость его услуг с учетом последующей проточки и шлифовки, оказывается выше цены б/у рейки.

Ремонт рулевой рейки в условиях механоремонтного цеха

Кроме того, перед выравниванием металл детали нужно отпустить, чтобы снять внутреннее напряжение, сделав его более мягким, если этого не сделать, то во время восстановления геометрических размеров вала рулевой рейки возможны необратимые дефекты. После выравнивания и проточки зубчатый шток нужно будет закалить с цементацией, а также любым удобным способом нанести новый слой металла, чтобы вернуть исходный размер, это избавит от необходимости использования нестандартных сальников. Но, можно обойтись только цементацией и закалкой, установив сальник ремонтного размера.

Проточка

Эта операция устраняет любые повреждения, глубина которых не превышает 1 мм, но, в результате уменьшается диаметр зубчатого вала. Это приводит к необходимости установки нестандартных сальников, ведь при такой разнице диаметров стандартные уплотнители не работают и в полость рулевого механизма попадает грязь и вода. Проточить деталь можно на любом токарном станке, но, если механизм управления станка не обладает достаточной точностью, то после выполнения этой операции шкив придется прошлифовать.

Шлифовка

Эта операция устраняет дефекты глубиной в сотые доли мм, а конечный результат обработки напрямую зависит от способа выполнения, ведь наждачную бумагу можно держать в руке или специальном приспособлении. Частью процесса шлифовки является полировка, которая формирует зеркало на поверхности детали, благодаря чему увеличиваются эффективность и срок службы сальников.

Шлифовка штока рулевой рейки

Минусом такой обработки является невозможность восстановления геометрической формы детали, поэтому деформированный шток приходится сначала выпрямлять, затем протачивать.

Напаивание и наваривание

Эти операции восстанавливают геометрическую форму и размер детали без удаления тонкого слоя закаленного металла со всего тела рейки. Кроме того, только таким способом можно восстановить стертые зубы (зубцы) штока, но, стоимость такой работы сопоставима с покупкой новой детали. В условиях гаража доступно только напаивание с применением:

• паяльной лампы;
• соответствующего флюса, например, ортофосфорной кислоты;
• свинцово-оловянного припоя.

Минусом напаивания является невысокая твердость восстановленных участков, зато оборудование для выполнения такой работы есть в любой автомастерской. Кроме того, этот метод не подходит для восстановления того участка, который взаимодействует с прижимным механизмом, потому что там рейка рулевого механизма испытывает огромные нагрузки, поэтому мягкая свинцово-оловянная смесь быстро сотрется.

Восстановление зубцов штока путем наваривания довольно затруднительно

Аппараты точечной микросварки, с помощью которых можно наваривать металл на поврежденные участки, обходятся в сотни тысяч рублей, поэтому их покупку могут себе позволить только крупные успешные автосервисы. Вне зависимости от способа восстановления штока, готовую деталь обрабатывают на токарном станке, чтобы убрать лишний металл, затем шлифуют и полируют. Восстановление таким же способом зубцов крайне затруднительно, ведь после наваривания их необходимо протачивать на специальном станке, который есть даже не во всех крупных автопредприятиях.

Гальванизация

Гальванизация, то есть нанесение слоя металла с помощью электролиза, применяют для восстановления геометрических размеров детали после ее проточки, а также для повышения коррозионной защиты. Выполнить такую обработку можно даже в условиях гаража, но из-за отсутствия специального оборудования, толщина слоя не всегда будет равномерной, поэтому после гальванизации восстановленный вал рулевой рейки придется проточить и прошлифовать с последующей полировкой.

Горячее или холодное напыление металла

Эффект от такой обработки сравним с гальванизацией – на поверхности зубчатого вала формируется слой нового металла, который затем протачивают и шлифуют. Холодное напыление можно провести в собственном гараже или автосервисе, для горячего же требуется специальное оборудование, которое, из-за высокой стоимости, доступно только крупным сервисным центрам или ремонтным цехам крупных предприятий.

Напыление металла

Главным плюсом этого метода является возможность нанесения различных металлов, подбирая чередование слоев, можно повысить устойчивость рейки рулевого механизма к влаге и истиранию, благодаря чему восстановление вернет ее к состоянию новой детали.

Закаливание и цементация

Обе операции повышают твердость и износостойкость металла, однако качественно закалить или цементировать вал рулевой рейки даже в условиях автомастерской почти невозможно, ведь необходимо специальное оборудование, а также умелый металлург, умеющий выполнять такие действия с зубчатыми поверхностями. Поэтому цементируют и закаливают шток только в кузнечных или механоремонтных цехах крупных предприятий, ведь там есть специалисты и оснащение. Если цементация/закалка выполнены правильно, то при сохранении геометрических размеров и наружной структуры металла, поверхность рейки приобретает повышенную прочность, что означает более высокую устойчивость к износу.

Восстановленная рейка

Восстановление или замена – что предпочтительней

Чтобы ответить на этот вопрос, оцените:

• состояние вала рулевой рейки и объем/список работ, которые необходимо выполнить для ее восстановления;
• имеющиеся у вас оборудование и навыки, позволят ли они качественно провести весь спектр необходимых работ;
• доступные вам автосервисы и ремонтные мастерские, где можно выполнить те операции, которые, по любым причинам недоступны вам в гараже;
• квалификацию мастеров в этих организациях и состояние их станочного парка, возможно, качество их работы окажется настолько плохим, что после восстановления вам рулевой рейки будет непригоден к дальнейшему использованию по прямому назначению;
• стоимость услуг сторонних специалистов и затраты на материалы, затем сопоставьте с ценой новой и восстановленной деталей.

Такой подход поможет вам оценить экономическую целесообразность восстановления и покупки новой, в том числе, б/у или восстановленной детали. Кроме того, учитывайте, что неоригинальные детали, стоимость которых заметно ниже оригинальных зубчатых валов, сильно уступают им по качеству металла, поэтому срок службы отремонтированной рейки будет заметно меньше, чем новой, но заводской. Если же вы решите приобрести б/у компонент, то обязательно проверьте его размеры и форму, а также оцените состояние поверхности, возможно, такому зубчатому валу рулевой рейки тоже потребуется восстановление.

Заключение

Качественное восстановление вала рулевой рейки – это сложный многоступенчатый процесс, для которого необходимо различное оборудование. Часть операций вы сможете выполнить в своем гараже, но при сильных повреждениях потребуется помощь специалистов.