CLASE 1 Y 2 SISTEMA DE DIRECCIONsssssssssssssssadfSfszCZX<<CXXV.pptx

”INSTITUTO DE EDUCACIÓN
SUPERIOR TECNOLÓGICO PUBLICO
“CAJAMARCA”
SISTEMA DE DIRECCIÓN CONVENCIONAL Y CON
ASISTENCIA ELECTRÓNICA

1.-DIRECCIÓN
 La dirección está formada por un volante unido a
un extremo de la columna de dirección. Esta a su
vez se una por el otro extremo al mecanismo de
dirección alojado en su propia caja.
 Su misión consiste en dirigir la orientación de las
ruedas, para que el vehículo tome la trayectoria
deseada. Para ello utiliza una serie de elementos
que transmiten el movimiento desde el volante
hasta las ruedas.

General
Exterior Interior
Posición centrada
Exterior Interior
Girando a la izquierda
Junta universal
Cremallera
Piñón
Piñón y Cremallera
Eje de direcciòn
Cremallera de bolas
Recirculació
n
de bolas
Tornillo sin fin
Engranaje sector
Brazo Pitman
Dirección por bolas recirculantes

Sistema de Dirección Hidráulica
B
C
D
A
1. 2.
3.
Depósito de aceite Manguera de presión
Bomba de aceite
Caja de
engranajes
Manguera
de retorno
Manguera
de succión
Desde la bomba
de aceite
Válvula de control
hidráulica
Cilindro del servo

Bomba de Aceite, Válvula de Control de Presión y Flujo
C A
B
1.
2.
3.
Dirección con baja
velocidad del motor
Dirección con alta
velocidad del motor
Volante de dirección
girado completamente
hasta su tope

1.2.-DISPOSICION DE LOS
ELEMENTOS SOBRE EL VEHICULO
 - Volante. - Columna de dirección.
 - Caja o mecanismo de dirección.
 - Timonería de mando o brazos de acoplamiento y
de mando.

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FUNCIONAMIENTO DE SISTEMA DE
DIRECCION
 En funcionamiento, cuando el conductor acciona
el volante unido a la columna de dirección
transmite a las ruedas el ángulo de giro deseado.
La caja de dirección y la relación de palancas
realizan la desmultiplicación de giro y la
multiplicación de fuerza necesaria para orientar
las ruedas con el mínimo esfuerzo del conductor.
 Los brazos de mando y acoplamiento transmiten
el movimiento desde la caja de dirección a las
ruedas.

1.3.-ESTUDIO DE LOS ÓRGANOS
CONSTRUCTIVOS
1.3.1.-Volante.
Esta diseñado con una forma ergonómica con dos o
más brazos, con la finalidad de obtener mayor
facilidad de manejo y comodidad. Su misión consiste
en reducir el esfuerzo que el conductor aplica a las
ruedas.
Ahora las volantes vienen incorporados con
dispositivos de seguridad pasiva de protección del
conductor (airbag).

1.3.2.-Columna de dirección.
Está constituida por un árbol articulado que una el mecanismo de
dirección con el volante.
La columna de dirección tiene una gran influencia en la seguridad
pasiva. Todos los vehículos están equipados con una columna de
dirección retráctil, formada por dos o tres tramos con el fin de
colapsarse y no producir daños al conductor en caso de colisión.
Estos tramos están unidos mediante juntas cardan y elásticas
diseñadas para tal fin.
La columna de dirección permite la regulación del volante en altura y en
algunos casos también en profundidad, para facilitar la conducción.

1.3.3.-Caja o mecanismo de dirección.
El movimiento giratorio del volante se transmite a través del árbol
y llega a la caja de dirección que transforma el movimiento
giratorio en otro rectilíneo transversal al vehículo.
A través de barras articuladas con rotulas, el mecanismo de
dirección alojado en la caja transmite el movimiento transversal a
las bieletas o brazos de acoplamiento que hacen girar las ruedas
alrededor del eje del pivote.

TIPOS DE CAJAS DE DIRECCION
Existen los siguientes tipos de cajas o mecanismos de
dirección:
 Tornillo sinfín y rodillo.
 Tornillo sinfín y dedo.
 Tornillo sinfín y tuerca.
 Tornillo sinfín y sector dentado.
 Tornillo sinfín y tuerca con bolas circulantes o
recirculación de bolas.
 Cremallera.
 Cremallera de relación variable.
 Dirección asistida de cremallera.
 Etc…

1.3.3.1.-DIRECCIÓN DE TORNILLO
SINFÍN.
 Es un mecanismo basado en un tornillo sinfín. Puede ser
cilíndrico o globoide. Esta unido al árbol del volante para
transmitir su movimiento de rotación a un dispositivo de
traslación que engrana con el mismo, generalmente un
sector, una tuerca, un rodillo o un dedo, encargados de
transmitir el movimiento a la palanca de ataque y esta a su
vez a las barras de acoplamiento.

1.3.3.2TORNILLO SINFÍN Y
RODILLO.
Formado por un sinfín globo de apoyado en cojinetes de
rodillos cónicos. Un rodillo está apoyado en el tornillo
sinfín, que al girar desplaza lateralmente el rodillo
produciendo un movimiento angular en el eje de la palanca
de ataque.

1.3.3.3.-TORNILLO SINFÍN Y DEDO.
Está formada por un sinfín cilíndrico y un dedo o tetón. Al
girar el sinfín, el dedo se desplaza sobre las ranuras del
sinfín transmitiendo un movimiento oscilante a la palanca
de ataque.

1.3.3.4.-TORNILLO SINFÍN Y
TUERCA.
Está formada por un sinfín cilíndrico y una tuerca. Al girar el
sinfín produce un desplazamiento longitudinal de la tuerca.
Este movimiento es transmitido a la palanca de ataque
unida a la tuerca.

1.3.3.5.-TORNILLO SINFÍN Y
SECTOR DENTADO.
Está formado por un sinfín cilíndrico, apoyado en sus
extremos sobre dos cojinetes de rodillos cónicos. El
movimiento se transmite a la palanca de mando a través de
un sector dentado, cuyos dientes engranan con el tornillo
sinfín en toma constante.

1.3.3.6.-TORNILLO SINFÍN Y TUERCA
CON BOLAS CIRCULANTES O
RECIRCULACIÓN DE BOLAS.
 Este mecanismo consiste en intercalar una hilara de bolas
entre el tornillo sinfín y una tuerca. Esta a su vez dispone
de una cremallera exterior que transmite el movimiento a
un sector dentado, el cual lo transmite a su vez a la
palanca de ataque.

3.3.3.7.-CREMALLERA.
Este tipo de dirección se caracteriza por su mecanismo
desmultiplicador (piñón-cremallera) y su sencillez de
montaje. Elimina parte de la timonería de mando.
Está constituida por una barra en la que hay tallada un
dentado de cremallera, que se desplaza lateralmente en el
interior de un cárter apoyada en unos casquillos de bronce
o nailon. Esta accionada por el piñón, montado en extremo
del árbol del volante, engranando con la de cremallera.

La cremallera se une directamente a los brazos de acoplamiento de las
ruedas a través de dos bielas de dirección, en cuyo extremo se sitúan las
rotulas que, a su vez son regulables para modificar la convergencia.

3.3.3.8.-CREMALLERA DE
RELACIÓN VARIABLE.
En las direcciones mecánicas de cremallera con relación constante,
se realiza el mismo esfuerzo sobre el volante tanto en maniobras
de aparcamiento como en carretera. - La principal característica
constructiva de esta dirección es la cremallera, la cual dispone de
unos dientes con: Modulo variable. Ángulo de presión variable. -
Con estas modificaciones en la cremallera conseguimos hacer
menor esfuerzo cuando necesitamos aparcar y una dirección más
firme cuando vamos por carretera.

3.3.3.9.-DIRECCIÓN ASISTIDA DE
CREMALLERA.
 La propia caja de cremallera constituye el cilindro
hidráulico o cárter hidráulico, de asistencia con dos
cámaras y la cremallera incorpora el pistón con un embolo
de doble efecto. En los extremos van colocados los retenes
de estanqueidad para evitar las pérdidas de aceite. Cuando
se aplica un movimiento al volante, la válvula
distribuidora proporciona liquido a presión a una u otra
cara del embolo y por tanto, proporciona la asistencia
desplazando la cremallera de dirección en uno u otro
sentido.

1.3.4.- TIRANTEARÍA DE
DIRECCIÓN.
Está constituida por un conjunto de elementos que transmite
el movimiento desde el mecanismo de dirección a las
ruedas.

1.3.4.1.- PALANCA DE ATAQUE.
Palanca o biela de mando, va unida a la salida de la caja de
dirección mediante un estriado fino. Recibe el movimiento
de rotación de la caja de dirección para transmitirlo, en
movimiento angular, a la barra de mando.

1.3.4.2.- BARRA DE MANDO.
El movimiento direccional se transmite por medio de una
barra de mando unida, por un lado, a la palanca de ataque
y, por el otro, a las barras de acoplamiento de la dirección.
En otros sistemas el mecanismo de la dirección ataca
directamente los brazos de acoplamiento de las ruedas,
como ocurre en las direcciones de cremallera.

1.3.4.3.- BRAZOS DE
ACOPLAMIENTO.
Estos elementos transmiten a las ruedas el movimiento
obtenido en la caja de la dirección y constituyen el sistema
direccional para orientar las mismas.
 Este sistema está formado por unos brazos de acoplamiento
montados sobre las manguetas de forma perpendicular al
eje de las ruedas y paralelos al terreno.
 Estos brazos llevan un cierto ángulo de inclinación para
que la prolongación de sus ejes coincida sobre el centro del
eje trasero y tienen por misión el desplazamiento lateral de
las ruedas directrices.

1.3.4.4.- BARRAS DE
ACOPLAMIENTO.
 También se llaman bieletas de dirección. Realizan la unión
de las dos ruedas por medio de una o varias barras de
acoplamiento, según el sistema empleado. Las barras de
acoplamiento realizan la unión de los dos brazos para que
el movimiento en las dos ruedas sea simultáneo y conjunto
de ambas ruedas, al producirse el desplazamiento lateral
en una de ellas.
 Están formadas por un tubo de acero en cuyos extremos
van montadas las rotulas, cuya misión es hacer elástica
entre los brazos de acoplamiento de las ruedas y adaptarlas
a las variaciones de longitud producidas por las incidencias
del terreno. Sirven además para la regulación de la
convergencia de las ruedas, acortando o alargando la
longitud de las barras.

1.3.4.5.- ROTULAS.
 Están constituidas por un muñón cónico en cuyos
extremos tiene, por una parte, la unión roscada
que permite su desmontaje y, por otra parte, una
bola o esfera alojada en una caja esférica que
realiza la unión elástica.
 Su misión consiste en realizar la unión elástica
entre la caja de dirección y los brazos de
acoplamiento de las ruedas, además de permitir
las variaciones de longitud para corregir la
convergencia de las ruedas.

2.-DIRECCIÓN ASISTIDA
ELÉCTRICA.
 La dirección asistida EPS (Electrical Power Steering)
fabricada por DELPHI es un dispositivo de servoasistencia
de la dirección que aligera el esfuerzo necesario para
accionar el volante en la fase de giro, sobre todo en las
maniobras a baja velocidad.

2.1.-PRINCIPIO DE
FUNCIONAMIENTO.
 La acción de giro se produce mediante el mecanismo piñón-
cremallera. Al girar, la fuerza del conductor sobre el
volante se añade la acción de un motor eléctrico que,
mediante un acoplamiento tornillo sin fin-rueda helicoidal
que lo acopla a la columna de dirección, suministra un
cierto par que aligera el esfuerzo del conductor. Una
centralita dirige el dispositivo de servoasistencia de la
dirección, que, midiendo el par de fuerza que se ejerce
sobre el volante, la posición angular del mismo y la
velocidad del vehículo, decide qué cantidad de par de
fuerza debe suministrar el motor eléctrico, alimentándolo
con una corriente eléctrica proporcional, haciendo girar la
caña de la dirección y así proceder al movimiento en la caja
de dirección piñón-cremallera.

3.-DIRECCIÓN ASISTIDA
ELECTROHIDRÁULICA.
 La dirección asistida electrohidráulica desempeña la
misma función que la dirección asistida hidráulica, es decir
reduce el esfuerzo de giro del volante, con la diferencia de
que, en este tipo de aplicación, el accionamiento de la
bomba hidráulica se efectúa mediante un motor eléctrico.
Una consecuencia positiva es la posibilidad de accionar la
bomba sólo cuando se gira evitando un consumo inútil de
energía como en el caso tradicional de conexión del mando
al motor del vehículo.

4.-SERVODIRECCION
HIDRAULICA DE
ASISTENCIA VARIABLE.
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la
velocidad del vehículo, o lo que es lo mismo varia el
esfuerzo que hay que hacer sobre el volante dependiendo
de la velocidad del vehículo y del valor de fricción, esfuerzo
rueda-suelo. Haciendo variar el esfuerzo que hay que hacer
en el volante según la velocidad, este sistema de dirección
tiene dos fases de funcionamiento:
 Cuando el vehículo está parado o circulando a muy baja
velocidad, la tasa de asistencia tiene que ser grande
para facilitar las maniobras cuando más falta hace.
 Cuando el vehículo aumenta la velocidad la tasa de
asistencia tiene que ir disminuyendo progresivamente,
endureciendo la dirección, con el fin de ganar en
precisión de conducción y en seguridad.

sistema toma los componentes de base de la dirección asistida clásica
con:
 Cilindro hidráulico de doble efecto integrado en el cárter o caja de
dirección.
 Depósito.
 Bomba de alta presión y regulador de presión (caudal).
 Válvula distribuidora rotativa.
 Canalizaciones.
A los anteriores se les viene añadir los elementos siguientes:
 Regulador de caudal integrado en el cárter de la válvula rotativa y
constituida por un elemento de regulación cuyos desplazamientos
están controlados por un motor eléctrico paso a paso o también por
un convertidor electrohidráulico.
 Un calculador electrónico situado bajo el asiento del pasajero que
pilota el motor paso a paso, la velocidad se le transmite por medio de
dos captadores, uno mecánico y otro electrónico.

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