El sistema de dirección con asistencia

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Tecnología/Dirección

El sistema de dirección con asistencia
Bugatti Carlos ©

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La dirección; se trata de un mecanismo o de un dispositivo que hace cambiar la trayectoría del automóvil - Porsche.

Si hablamos de la dirección del vehículo, se trata de un mecanismo o de un dispositivo que hace cambiar la trayectoria del mismo. Como partes componentes y fundamentales, están los extremos de dirección, las rótulas y los brazos, la caja de dirección (a cremallera, por tornillo sinfín, por circulación de bolillas) y el volante de dirección.
Para reducir el esfuerzo sobre el volante, se utiliza generalmente la servodirección, especialmente del tipo hidráulico con una bomba accionada por el motor térmico a través de una correa, a través de una bomba movida por un motor eléctrico, o por un conjunto completamente eléctrico gestionado por una central electrónica, que alimenta un motor de corriente continua.
Este tipo de dirección mejora el confort, incrementa la seguridad y facilita la conducción, tanto en vehículos livianos como pesados comerciales. Se hace necesaria una asistencia o ayuda, al sistema de dirección, para disminuir el esfuerzo para accionar el volante, en especial con el vehículo parado o funcionando a baja velocidad.
Básicamente la dirección asistida, está formada por un circuito hidráulico de aceite a presión, con una bomba, un depósito de aceite, y las válvulas encargadas de mantener y regular la presión. Además incluye una válvula distribuidora, accionada por el volante de dirección en su giro.
Respecto a los componentes del sistema, en este caso como ejemplo, se usa una bomba del tipo celular a paletas, que eleva la presión hidráulica a 125 bares aproximadamente. La caja de dirección, posee un conjunto piñón y cremallera, pistón y válvula de distribuidor giratorio.
La barra de torsión de la válvula de distribuidor giratorio, está unida en forma directa con el eje de la columna de dirección, por medio de una articulación cardánica. En su parte superior, la barra de torsión está unida a través de un perno, con el distribuidor giratorio. En su parte inferior, está unida con el piñón de la cremallera y el casquillo de control.
Cuando el conductor realiza un movimiento de la dirección, se produce un esfuerzo sobre la barra de torsión. La barra se deforma, como la barra estabilizadora de un sistema de suspensión, y el distribuidor giratorio acompaña en el movimiento a la barra de torsión, con movimiento relativo al casquillo de control. De esta manera, se modifica la posición de las ranuras y de los orificios de paso, en el distribuidor giratorio y en el casquillo de control. Es debido a ello, que ciertos conductos hidráulicos se abren y otros se cierran, de acuerdo a la diferencia angular entre el distribuidor giratorio y el casquillo de control.
En la posición neutra, no se efectúa ningún esfuerzo sobre el volante de dirección, y el cilindro y el conducto de presión están comunicados con el depósito de aceite. Como consecuencia, no se produce ninguna presión en el sistema.

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Los componentes del sistema de dirección- Ford. 1-Volante de dirección. 2- Protección de columna. 3- Columna de dirección. 4- Extensión. 5- Articulación. 6- Brazo de dirección. 7- Rueda. 8- Caja de cremallera. 9- Extremo. 10- Fuelle protector. 11- Fijación a la estructura. 12- Idem. 13- Junta homocinética. 14- Idem

El giro de las ruedas.
Si el conductor gira el volante a la izquierda –por ejemplo- la barra de torsión y el distribuidor giratorio, experimentan un efecto de torsión. Este efecto es originado, por la resistencia que oponen los neumáticos en el suelo (sobre el pavimento), ante un viraje.
Por el efecto de torsión se abre un conducto de aceite, en el tubo de presión hacia el cilindro de trabajo de la derecha. El cilindro de la izquierda, queda comunicado con el tubo de retorno hacia el depósito de aceite.
Sobre el pistón actúa una fuerza, en dirección hacia el giro de las ruedas a la izquierda.
El movimiento de giro del distribuidor giratorio, se mantiene hasta que la suma de la fuerza del pistón y la fuerza aplicada por el conductor al volante, alcance una magnitud suficiente para lograr el giro o el viraje de las ruedas. Debido al movimiento que se da en el piñón de la cremallera, también se torsiona la parte inferior de la barra de torsión con el casquillo de control. Este movimiento de torsión permanece, hasta que la torsión de la barra se neutralizada, es decir “posición neutral” entre el distribuidor giratorio y el casquillo de control.

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Sistema de dirección a cremallera; preciso, sencillo, práctico. Se puede ver en el detalle, los distintos perfiles de dentado más utilizados.

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Mecanismo de dirección asistida hidraulicamente, que normalmente está compuesto por: Un depósito de fluído, una bomba, una caja de dirección y una serie de cañerías o canalizaciones (circulación del fluído) - MBenz.

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Tren delantero completo, con sistema de dirección incluída, del tipo con asistencia - MBenz.

Cabe destacar que, el conducto de retorno hacia el depósito de aceite, vuelve a quedar comunicado con los cilindros de trabajo y el tubo de presión, de esta forma el sistema vuelve a quedar casi sin presión.

Con cada nuevo esfuerzo aplicado al volante, se produce un nuevo efecto de torsión sobre la barra, y se genera un ciclo nuevo.

Si por irregularidades del camino, se produce un movimiento o excitación –en el sentido contrario- la servodirección actúa como amortiguante.

En este caso, se produce una torsión en la barra provocada por el esfuerzo que ejerce la cremallera sobre el piñón, y a su vez sobre la barra de torsión. El distribuidor giratorio y el casquillo de control se defasan en forma mutua saliendo de la posición cero. Debido a ello pasa aceite a presión hacia la cámara del cilindro de trabajo, que actúa en contra del movimiento de la cremallera.

Como ejemplo, puede decirse que una irregularidad del suelo, actúa con una fuerza determinada sobre las ruedas delanteras y crea un movimiento de giro de la rueda respecto al punto central (D), es decir un viraje hacia la derecha. Se crea una fuerza causada en la misma cremallera que se traduce en una torsión del piñón y de la barra de torsión.

Como consecuencia se abre la entrada de aceite, hacia la parte derecha del cilindro, y la parte izquierda se comunica con el retorno. Se produce una fuerza de reacción en el pistón y en la cremallera, que compensa el efecto de la fuerza ejercida sobre la cremallera, evitando de esa manera el giro de la dirección.

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Sistema de dirección con asistencia - Lancia/Fiat. 1- Travesaño soporte de la caja de dirección. 2- Sistema de dirección hidraúlico. 3- Columna de dirección articulada

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