Dirección del automóvil: dispositivo, requisitos

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificación: 2024-02-19 14:11

El sistema de dirección es uno de los más básicos en un automóvil. Se trata de un conjunto de mecanismos que sincronizan la posición del volante y el ángulo de giro de las ruedas directrices delanteras. La función principal de cualquier vehículo es brindar la capacidad de girar y mantener la dirección establecida por el conductor.

Dispositivo

Estructuralmente, la dirección de un automóvil consta de un par de componentes principales. En cuanto a los mecanismos, se pueden implementar de diferentes formas.

El volante es necesario para la dirección. El conductor a través de él indica la dirección en la que se mueve el automóvil. En los automóviles modernos, el volante puede equiparse adicionalmente con teclas y controles para controlar los sistemas multimedia y de navegación. Si el conductor reemplaza el sistema multimedia en el futuro, se debe comprar un adaptador de dirección para ajustar la radio desde el volante. También hay una almohada dentro del elemento.seguridad.

El siguiente en el sistema es la columna de dirección. ¿Para qué sirve? Es necesario transferir la fuerza que el conductor aplica al volante al mecanismo. La pieza es un eje con una bisagra. Más a menudo es un pequeño cardán. A menudo, las columnas de dirección brindan seguridad en caso de robo. Entonces, el diseño está equipado con sistemas de bloqueo mecánicos o eléctricos. También en la columna está el interruptor de encendido, las palancas de giro, las luces encendidas, los limpiaparabrisas.

El mecanismo de dirección recibe fuerza del eje de la columna y luego la transforma para hacer girar las ruedas. El diseño del mecanismo de dirección es una caja de cambios con una determinada relación de transmisión.

El sistema también tiene una unidad. Este es un sistema de varillas y puntas que toman la fuerza del eje y luego la transfieren a las puntas y al sistema de volante.

Incluso en la mayoría de los diseños de sistemas de dirección hay un amplificador. Puede ser hidráulica o eléctrica. Es necesario aumentar las fuerzas de rotación que van del volante a las ruedas. También se pueden distinguir elementos adicionales: estos son amortiguadores o amortiguadores, así como varios sistemas elementales.

Mecanismos de dirección: tipos

Dependiendo de la caja de cambios instalada en un automóvil en particular, el mecanismo de dirección puede ser de piñón y cremallera, tornillo sinfín o tornillo. Consideraremos cada uno de ellos por separado.

Raqueta

Este es un dispositivo ampliamente utilizado que la mayoríaautos modernos El elemento principal es el bastidor y el engranaje. Este último está constantemente engranado con la cremallera y está ubicado en el eje de dirección.

El principio de funcionamiento de este mecanismo es el siguiente. Cuando se gira el volante, la cremallera se mueve hacia la izquierda o hacia la derecha. Junto con él, se mueven las barras de dirección, que están conectadas a las puntas, y éstas, a su vez, a los muñones de dirección. Así, las ruedas del coche pueden girar en el ángulo deseado por el conductor.

El mecanismo de piñón y cremallera es bastante simple, mientras que se distingue por su alta eficiencia y rigidez. Pero a pesar de todos sus méritos, la cremallera de la dirección es muy sensible a las cargas, especialmente a las cargas de choque que se producen al conducir sobre baches en la carretera. Además, debido a su diseño, es propenso a vibraciones. La cremallera de dirección se encuentra con mayor frecuencia en automóviles con tracción delantera, donde la suspensión delantera es de tipo independiente.

Gusano

Este mecanismo de dirección se basa en un gusano globoide. Este es un eje de tornillo sin fin con un diámetro variable. Está conectado al eje de dirección. También se incluye un rodillo. Un brazo de dirección está instalado en el eje del rodillo, que está conectado mecánicamente a las barras de dirección.

Durante la rotación del volante, el rodillo rueda sobre el tornillo sin fin, poniendo así en movimiento el brazo de dirección. Este último, como resultado, mueve las barras de accionamiento. Debido a esto, los volantes giran en la dirección que el conductor necesita.

Esta opción es menos susceptible a cualquier carga, incluidos los golpes. Además, grandes ángulos de giro y mejormaniobrabilidad de un coche. Pero también hay desventajas aquí. Por lo tanto, el engranaje helicoidal es más complejo en términos de fabricación y, por lo tanto, más costoso. El mecanismo requiere muchas conexiones para funcionar correctamente, lo que requiere ajustes periódicos y complejos.

Este diseño se puede encontrar en vehículos con mayor rendimiento a campo traviesa, así como con suspensión dependiente de un par de ruedas direccionales. Otro mecanismo se encuentra en pequeños camiones y autobuses. La dirección helicoidal se instaló en VAZ de modelos clásicos.

Mecanismo de tornillo

Los siguientes elementos se combinan en esta solución. Este es un tornillo que está montado en el eje de dirección, una tuerca que se mueve a lo largo del tornillo, una cremallera en la tuerca, un sector conectado a la cremallera y también un bípode. Este último está ubicado en el eje del sector de engranajes. De las características, se puede distinguir una conexión de tuerca y tornillo. Aquí se hace usando una gran cantidad de bolitas. Las bolas pueden reducir significativamente la fuerza de fricción entre las piezas móviles y, por lo tanto, reducir el desgaste.

El principio de funcionamiento del mecanismo se parece al funcionamiento de un sistema de gusano. Cuando el conductor actúa sobre el volante, el eje se pone en movimiento, y con él gira el tornillo que mueve la tuerca. En este caso, las bolas se mueven dentro del mecanismo. La tuerca, cuando está expuesta a la cremallera, mueve el sector del engranaje. El brazo de dirección también se mueve junto con el sector.

Esta dirección es más eficiente que el engranaje helicoidal. El sistema está instalado encoches de lujo, camiones pesados y varios modelos de autobuses.

Dirección asistida

Todos los sistemas anteriores requirieron algo de esfuerzo. Para facilitar el funcionamiento de los automóviles, así como para garantizar que la conducción genere emociones y buen humor, los ingenieros han creado un dispositivo que le permite conducir un automóvil casi sin esfuerzo. Este dispositivo se llama amplificador. Hoy en día, la mayoría de los automóviles están equipados con dicho sistema.

Distinguir entre dirección asistida hidráulica, eléctrica e hidroeléctrica. También se pueden distinguir los mecanismos neumáticos.

Dirección asistida

Este es uno de los elementos estructurales del sistema de control. Aquí, cuando se gira el volante, la fuerza principal es generada por un accionamiento hidráulico.

El amplificador más simple es una bomba impulsada por un cigüeñal. Esta solución tiene un rendimiento que es directamente proporcional a la velocidad del motor. Esto está en línea con las necesidades de conducción. Si la velocidad es máxima, se requiere una ganancia mínima y viceversa.

Este sistema funciona de la siguiente manera. Al conducir en línea recta, la bomba de dirección hace circular fluido hidráulico. Cuando se gira el volante, la barra de torsión se tuerce. El proceso va acompañado de la rotación de la bobina con respecto al manguito distribuidor. Los canales se abren y el líquido entra en una de las cavidades del cilindro de potencia. Líquido dela otra cavidad va al tanque. El pistón en el mecanismo de potencia mueve la cremallera. La fuerza se transmite a las barras de dirección, lo que conduce a la rotación de las ruedas direccionales.

Cuando los giros se realizan a baja velocidad, el amplificador funciona al máximo rendimiento. Según las señales de los sensores, la ECU aumenta la velocidad de la bomba. El fluido de trabajo ingresa al cilindro del mecanismo de potencia con mayor intensidad. Esto reduce el esfuerzo necesario para girar el volante.

Amplificador eléctrico: características

Este tipo de dispositivo de dirección es más complicado. Aquí hay muchos sensores. El sistema consta de un motor eléctrico y elementos mecánicos. Los diseños más comunes son con dos engranajes, así como con una transmisión paralela. Este amplificador suele estar ubicado en la misma unidad que el mecanismo del sistema de dirección.

Cuando el conductor gira el volante, la barra de torsión se tuerce o se desenrosca. Esto se mide mediante un sensor: se tienen en cuenta el par actual y el ángulo de rotación. La velocidad de movimiento también se tiene en cuenta. Todos estos números se envían a la ECU, que calcula la fuerza requerida. Al cambiar la fuerza actual, la fuerza en el riel del mecanismo cambia.

Conclusión

Estos son todos los sistemas de dirección de los autos modernos que existen en la actualidad. Quizás los ingenieros propongan mejores soluciones en el futuro. Mientras tanto, una cremallera de dirección asistida es suficiente.