Mecanismos de Dirección y Servoasistencia en Vehículos

Mecanismo de Dirección

Encargado de producir la orientación de las ruedas motrices.

Cremallera

Formado por una barra de acero, con un dentado en forma de cremallera que se desplaza lateralmente, llevan guardapolvos para preservar la integridad del conjunto. Los extremos van unidos a las bieletas las cuales accionan los brazos de acoplamiento, su ventaja es una gran sencillez.

Cremallera Variable

En los extremos de la cremallera los dientes están más juntos, así se reduce el esfuerzo durante el aparcamiento, aumenta la relación de desmultiplicación cerca de los topes del volante.

Tornillo Sin Fin

Formado por un tornillo sin fin que transmite el movimiento al elemento de traslación, el conjunto se llama caja de dirección. (F) El movimiento de salida es circular saliendo mediante la palanca de mando, esta transmite el movimiento a la barra de mando, se transforma en movimiento rectilíneo y se transmite a las bieletas, de ahí a los brazos de acoplamiento.

Sin Fin Cilíndrico

El elemento de traslación es el husillo, encima actúa la bieleta, solidaria a la palanca de mando.

Sin Fin Globoide

Posee una forma globoide, su diámetro es menor en el centro que en los extremos, efectúa un movimiento giratorio.

Sin Fin con Sector Dentado

Sin fin cilíndrico formado por un sector circular dentado, movimiento giratorio.

Con Dedo

Elemento de traslación formado por un dedo, en contacto con la rosca sin fin, movimiento giratorio.

Circulación de Bolas

Sin fin circular con husillo entre cuyos dentados hay hileras de bolas, es suave y es el sistema empleado en los conjuntos de tornillo sin fin servoasistidos.

Elementos de Reenvío

Encargados de transmitir el movimiento desde el mecanismo de dirección hasta las ruedas directrices, la rueda directriz va unida a su mangueta girando sobre el eje de pivote.

Brazos de Acoplamiento

Elementos que accionan directamente a las manguetas, movimiento de tipo circular en torno al eje de pivote.

Bieletas de Dirección

Encargadas de accionar los brazos de acoplamiento, van unidas a los extremos de la barra de cremallera mediante rótulas. Son regulables en longitud.

Barra y Palanca de Mando

Elementos del tornillo sin fin, la palanca va unida a la caja, accionada por el elemento de traslación que transmite el movimiento circular a la barra de mando que a su vez lo transmite a las bieletas, la unión de los componentes se efectúa mediante rótulas.

Rótulas y Articulaciones

Elementos de unión que permite diferentes posiciones relativas entre los elementos a unir, una rótula está formada por una esfera, con posibilidad de giro.

Servodirecciones

Parte del esfuerzo a ejercer es efectuado por un mecanismo de servoasistencia que consigue un accionamiento suave y rápido, sus ventajas son: más suaves, rápidas y tienen mayor estabilidad direccional, sus inconvenientes: aumentan el consumo, más sofisticadas y en vehículos veteranos es sensible.

Hidráulica

El aceite es sometido a presión en la bomba, su presión y trayectoria es controlada por una serie de válvulas reguladoras, cuando se requiere asistencia el aceite entra en las cámaras de presión en las que incide una superficie desplazable.

Componentes

• Depósito: Contiene el aceite del circuito, abastece a la bomba y sirve de recipiente de retorno, es de plástico, dispone de un sistema de medición y posee un filtro.
• Bomba: Encargada de producir el desplazamiento del líquido y someterlo a presión, su accionamiento puede ser:
  • Mecánico: mediante correa que acciona elementos como el alternador, compresor.
  • Eléctrico: Posee un motor eléctrico acoplado a la bomba, permite ubicarlo en cualquier punto del habitáculo motor.
• Válvulas de Presión: Limitan la presión a 120 bares, se ubica en la bomba.
• Válvula Reguladora Caudal: mantiene la presión estable, se sitúa en la bomba.
• Válvula Distribuidora: Controla el envío del líquido a la cámara de presión, se ubica en el mecanismo de dirección, la barra de torsión se ubica en el interior del buje giratorio que asegura la conexión mecánica entre la columna y el piñón.

Cremallera Servoasistida

• Gato de modo Interior: Cámaras de presión en el interior del mecanismo.
• Gato Exterior: las cámaras se ubican en un cilindro hidráulico de doble efecto. (F)

Cuando se acciona el volante la barra de torsión se gira según el sentido en el que se actúa, se comunica con el circuito una de las cámaras que al incidir el aceite ejerce una fuerza que reemplaza a la ejercida sobre el volante, se abre la comunicación del retorno al depósito.

Servoasistencia Variable

Tiene una derivación en el conducto de presión desde la bomba a la válvula distribuidora que la comunica con el retorno, el caudal es regulado por una válvula restrictora que cuando está abierta la presión baja y pasa el aceite al depósito. La electroválvula restrictora se abre más o menos depende del nivel de asistencia necesario.

Dirección Sin Fin Asistida

Es un sistema de recirculación de bolas, se emplea como émbolo el husillo que garantiza la estanqueidad entre las cámaras, el interior es mecanizado para que sirva de cilindro guía al husillo. La válvula distribuidora es de émbolos. Cada émbolo se comunica con el retorno y dispone de un émbolo para cada sentido.

Servoasistencia Eléctrica

Es un servomotor eléctrico de corriente continua o de paso a paso, el nivel de asistencia viene dado por el par motor, está a cargo de una centralita en la cual se tiene en cuenta estos factores: velocidad del vehículo, ángulo de giro y el esfuerzo ejercido sobre el volante, tiene las siguientes ventajas: menos peso y sofisticación mecánica, disminuye el consumo de combustible y posibilita la adecuación de la asistencia ofrecida.

Actuación Sobre la Columna de Dirección

El motor eléctrico actúa sobre la columna, quedando la cremallera libre de accesorios, el conjunto va ubicado en la parte superior de la columna. Actúa sobre la columna mediante un sistema de engranajes de tipo sin fin.

Sobre la Cremallera

Actúa sobre la barra de cremallera a través de un piñón similar al de tipo mecánico situado al final de la columna, a baja velocidad el nivel de asistencia es máximo.

Ángulo de Salida

Formado por el eje pivote con la perpendicular al suelo, mirando el vehículo de frente, este ángulo hace que la trayectoria directriz se ejecute sobre un plano inclinado, los valores medios oscilan entre 7º y 10º.

Ventajas

• Reversabilidad, el peso del vehículo se opone a la orientación de la rueda.
• Menor esfuerzo de accionamiento ya que disminuye el radio de pivotamiento.

Ángulo de Caída

Formado por el eje de simetría de la rueda con la vertical, se considera caída positiva cuando la rueda sobresale hacia afuera por la parte superior y negativa cuando la parte inferior está más afuera.