Dirección y geometría del vehículo

Tipos de dirección

Dirección de cremallera

Es el sistema de dirección más empleado en los automóviles pequeños. El árbol de la dirección y el volante quedan por detrás del eje delantero. Mecánicamente, es fácil de colocar en el vehículo y tiene menos barras que otros tipos de dirección.

Componentes:

• Piñón helicoidal
• Una barra de mando con un dentado helicoidal
• Mecanismo de reglaje y retenes de hermeticidad
• Articulaciones
• Guardapolvos o fuelles

Geometría de la dirección

Ángulo de caída

Es la inclinación de la rueda respecto al plano vertical provocada por la inclinación de la mangueta. Se mide en grados.

Función: Produce una inclinación en la parte superior de las ruedas hacia el exterior o interior del vehículo, dependiendo de que la caída sea positiva o negativa.

Influencia:

• Determina un desgaste irregular con surcos profundos que aumenta de un hombro a otro en sentido transversal al perfil de la banda de rodadura.
• Una caída excesiva produce un desgaste acentuado en el hombro de la banda de rodadura.

Índice de salida

Se forma con la inclinación del pivote de la dirección con respecto al eje vertical del neumático.

Función: Define la inclinación con la que el neumático toca el suelo y, por tanto, la cantidad de goma de la banda de rodadura que contacta con el suelo.

Influencia:

• Una aproximación del centro de apoyo del neumático a la intersección del eje del pivote con el suelo.
• Determinar la estabilidad en la trayectoria del movimiento del vehículo.
• Reducir el radio de rodadura sin recurrir a la caída.
• Favorecer el retorno de la dirección a la posición en línea recta.

Ángulo de avance

Es el que forma el eje del pivote de la mangueta con la vertical mirando el vehículo por la parte lateral. Se mide en grados y puede ser negativo o positivo. Se toma como positivo cuando la prolongación del pivote encuentra el terreno en un punto situado delante de la huella del neumático y negativo cuando se encuentra por detrás.

Funciones:

• Dirección estable.
• Favorecer reversibilidad.
• Evitar vibraciones.
• Más efecto en ruedas directrices.
• Menos efecto en ruedas directrices-motrices.

Influencia:

• Desvío de dirección hacia el lado con menor avance.
• Poco avance = Poca reversibilidad y estabilidad.
• Excesivo avance = Excesiva reversibilidad y dureza e inestabilidad en giros.

Convergencia

Es la diferencia de medida entre la parte delantera de las llantas y la parte trasera, realizando la medida a la misma altura de la llanta.

Positivo: Cuando la prolongación de los planos que pasan por la mitad de las ruedas tiende a encontrarse delante del sentido de marcha del vehículo.

Negativo: En caso de que la medida a sea menor que la b, las ruedas tienden a encontrarse detrás del sentido de marcha del vehículo.

Influencia:

• Asegurar que las ruedas giren paralelas con convergencia 0 cuando el vehículo está circulando.
• Compensar las deformaciones que se producen en las articulaciones elásticas.

El efecto de la convergencia de las ruedas delanteras es la perceptible tendencia de las ruedas a alinearse, muy evidente al circular en recta y a gran velocidad, donde el automóvil conservará la trayectoria rectilínea aún si soltamos el volante por un instante.

Dirección asistida

Depósito: Va unido por medio de una tubería a la bomba y se sitúa en un lugar más elevado.

Bomba: Proporciona un caudal progresivo de aceite capaz de alcanzar las 1000 rpm y mantenerse constante.

Válvula reguladora de caudal y presión: Regula el flujo de aceite para obtener un valor constante de la bomba.

Válvula distribuidora: Envía la presión hidráulica de aceite a las cámaras de presión.

Cilindro de asistencia: Es el encargado de realizar la ayuda hidráulica a la dirección mecánica.

Dirección en vehículos de varios ejes

Las 4 ruedas directrices girarán paralelas entre sí, es decir, sin convergencia ni divergencia. Algunos modelos de camiones de tres ejes con dos ejes traseros disponen de elevación y dirección en el tercer eje, de tal forma que la elevación del tercer eje permite circular de vacío con dos ejes rodando. Cuando el camión toma una curva en los modelos con dos ejes direccionales, las ruedas interiores deberán girar con un mayor ángulo que las exteriores y siempre perpendicularmente al eje o prolongación del eje trasero.

Sensores y actuadores de la dirección

Sensor de posición del motor: Registra la posición del rotor del servomotor.

Sensor de ángulo de dirección: Suministra la señal para la determinación del ángulo de dirección, destinándola a la unidad de control para electrónica de la columna de dirección a través del CAN-Bus de datos.

Sensores DSC: Transmiten el reviraje de forma redundante y la aceleración transversal a la unidad de control.

Unidades de control:

• De mando de la AFS
• Módulo de seguridad y gateway SGM
• DSC
• Electrónica digital del motor
• Car Access System

Actuadores:

• Engranaje de superposición con servomotor
• Testigo de advertencia
• Display de información central

Transformador

Es una máquina eléctrica cuya misión consiste en modificar el voltaje que le llega de un circuito a otro en un voltaje distinto que llevará a otro circuito.

Funcionamiento: Cuando por una de las bobinas circula intensidad, se crea un campo magnético. Sus líneas de fuerza pasan por el núcleo de hierro y la otra bobina queda bajo la influencia de este campo magnético. La electricidad generada en la segunda bobina dependerá del campo magnético generado por la primera bobina y del número de espiras de la segunda bobina, pudiendo variar el voltaje en función de las espiras de que esté compuesta la bobina y siendo mayor en la bobina con mayor número de espiras.