Fundamentos y Tipos de Mecanismos de Dirección Automotriz: Componentes y Servoasistencia
Características Fundamentales de los Sistemas de Dirección
Los sistemas de dirección deben cumplir con requisitos esenciales para garantizar la seguridad y el confort en la conducción:
- Precisión: Viene dada por la ausencia de holguras.
- Seguridad: Es fundamental un mantenimiento adecuado.
- Estabilidad: La adecuada disposición de las cotas es determinante.
- Reversibilidad: Es la capacidad para hacer retornar a la posición de línea recta, determinada por la disposición de las cotas.
- Suavidad y Rapidez: Debe poseer suavidad para que el esfuerzo a ejercer no suponga una fatiga excesiva, evitando la lentitud.
Relación Esfuerzo y Rapidez
Existe una relación inversa entre el esfuerzo requerido y la rapidez de la dirección:
- Alto esfuerzo: Rapidez escasa.
- Esfuerzo medio: Rapidez media.
- Bajo esfuerzo: Alta rapidez.
Clasificación y Disposición de los Sistemas de Dirección
Disposición en el Vehículo
- Eje delantero.
- Eje trasero.
- Dirección a las cuatro ruedas.
- Sistemas Adaptables: Algunos casos especiales poseen sistemas de dirección peculiares que adaptan su funcionamiento.
Clasificación por Funcionamiento
- Según Mecanismo: De caja, de cremallera.
- Según Asistencia: Convencional, Servoasistido (Hidráulica, Eléctrica).
- Componentes de Asistencia: Bomba mecánica, Bomba eléctrica.
Componentes Mecánicos Principales
Columna de Dirección
Independiza la posición del volante respecto al mecanismo de dirección. Sus funciones clave son:
- Absorción de impactos.
- Adecuación del volante a la posición del conductor.
Elementos de Reenvío
Son los encargados de transmitir el movimiento del mecanismo a las ruedas.
- Brazo de acoplamiento.
- Bieletas de dirección.
- Barra y palanca de mando.
- Rótulas.
Tipos de Mecanismos de Caja (Tornillo Sin Fin)
Estos mecanismos utilizan un tornillo sin fin para transformar el movimiento giratorio del volante en movimiento lineal o angular.
Sin Fin Cilíndrico
El elemento de traslación es un husillo sobre el cual articula una bieleta solidaria a la palanca de mando.
Sin Fin Globoide
Su diámetro es menor en el centro que en los extremos. Ello permite que el elemento de traslación efectúe un movimiento directamente giratorio.
Sin Fin con Dedo
El elemento de traslación es un dedo que provoca que su movimiento sea giratorio.
De Circulación de Bolas
Formado por un tornillo sin fin y una tuerca de desplazamiento lineal, en cuyos dentados se intercala una hilera de bolas, evitando el contacto directo por rodadura y aportando gran suavidad al conjunto.
Sistemas de Servoasistencia (Servodirecciones)
La servoasistencia reduce el esfuerzo necesario para girar el volante, especialmente a bajas velocidades.
Ventajas y Desventajas
Ventajas
- Mayor suavidad.
- Mayor rapidez de accionamiento.
- Mayor estabilidad.
Desventajas
- Ligero aumento de consumo.
- Mayor sofisticación mecánica.
Componentes y Funcionamiento Hidráulico
El sistema hidráulico controla la presión y el caudal del fluido para asistir la dirección.
- Depósito y Bomba: Suministran y controlan la presión y el caudal.
- Válvula de Presión: Regula la presión para no superar los 120 bares.
- Válvula Reguladora de Caudal: Mantiene estable el caudal y entrega el máximo en maniobras.
- Válvula Distribuidora: Encargada de controlar el envío de líquido hacia la cámara correspondiente. Dispone de una barra de torsión que toma el movimiento de la columna.
Tipos Específicos de Asistencia
Cremallera Asistida
Se clasifica según la ubicación del elemento de asistencia:
- Gato interior.
- Gato exterior.
Dirección de Tornillo Sin Fin Servoasistida
Este sistema es menos extendido y utiliza generalmente el mecanismo sin fin con circulación de bolas. Las cámaras de presión se alojan en la bomba; un émbolo recibe la presión y se encuentra conectado al mismo husillo.