PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS DEL MODULO DE MANTENIMIENTO DE SISTEMAS DE DIRECCION
NOMBRE DEL ALUMNO:
SEMESTRE:
GRUPO:
NOMBRE DEL DOCENTE:
MISIÓN 2007-2012 Formar Profesionales Técnicos a través de un Modelo Académico para la Calidad y Competitividad en un sistema de formación que proporciona a sus egresados la capacidad de trabajar en el sector productivo nacional o internacional, mediante la comprobación de sus competencias, contribuyendo al desarrollo humano sustentable y al fortalecimiento de la sociedad del conocimiento.
VISIÓN 2007-2030 Somos la institución de formación técnica del Sistema de Educación Media Superior de la nación que mejor responde a las necesidades de los sectores productivos del país, con estándares de clase mundial.
Política de la Calidad
“En el Conalep Estado de México estamos comprometidos con la formación de
Profesionales Técnicos-bachilleres de alto nivel competitivo, formados en Valores Cívicos, Institucionales y de Desarrollo Humano Sustentable, con el fin de satisfacer los requisitos de nuestros clientes y mejorar continuamente la eficacia del Sistema de Gestión de la Calidad”.
VALORES CONALEP
COMPROMISO CON LA SOCIEDAD Reconocemos a la sociedad como la beneficiaria de nuestro trabajo, considerando la importancia de su participación en la determinación de nuestro rumbo. Para ello debemos atender las necesidades especificas de cada región, aprovechando las ventajas y compensando las desventajas en cada una de ellas.
RESPETO A LA PERSONA Consideramos a cada una de las personas como individuos dignos de atención, con intereses más allá de lo estrictamente profesional o laboral.
RESPONSABILIDAD Cada uno de nosotros debe responsabilizarse del resultado de su trabajo y tomar sus propias decisiones dentro del ámbito de su competencia
COMUNICACIÓN Fomentamos la fluidez de comunicación institucional, lo que implica claridad en la transmisión de ideas y de información, así como una actitud responsable por parte del receptor.
COOPERACIÓN El todo es más que la suma de las partes, por lo que impulsamos el trabajo en equipo, respetando las diferencias, complementando esfuerzos y construyendo aportaciones de los demás.
MENTALIDAD POSITIVA Tenemos la disposición para enfrentar retos con una visión de éxito, considerando que siempre habrá una solución para cada problema y evitando la inmovilidad ante la magnitud de la tarea a emprender.
CALIDAD Hacemos las cosas bien desde la primera vez, teniendo en mente a la persona o área que hará uso de nuestros productos o servicios, considerando lo que necesita y cuando lo necesita.
ACUERDO REGLAMENTARIO REGLAMENTARIO
Respeto
Asistencias (3 faltas máximo durante un resultado de aprendizaje)
Tolerancia 5 min.
No ingerir alimentos en el aula y taller. taller.
No decir malas palabras.
No jugar en el aula y taller.
Portar bata u overol, así como zapatos para las prácticas de taller
Portar el uniforme de la institución
Mantener limpieza durante las sesiones de clase y durante la instancia en el taller, de no cumplirse se tomara como falta grupal.
Cuidar la herramienta del taller (en caso de pérdida esta será pagada por el grupo o alumno encargado.) El no cumplir con el reglamento de clase me hará acreedor a una sanción correspondiente dependiendo la falta incurrida.
Acuerdos de evaluación
Obligatorio libreta de teoría (portafolio).
Folder de evidencias (practicas de taller, taller, tareas, trabajos de investigación, laminas de exposición, etiquetas de maquetas, hojas de ejercicios y dinámicas)
Practicas de taller. taller.
Exámenes impresos.
Maquetas.
Exposición.
Participación, trabajo en equipo. El no cumplir con los acuerdo mencionados en tiempo y forma será motivo de bajas calificaciones y hasta no acreditar el modulo y entregar las evidencias en mayor cantidad para la recuperación.
______________________ DOCENTE
___________________ ALUMNO
ENFOQUE DEL MODULO.
La competencia que se adquiere con el desarrollo del modulo, implica realizar el mantenimiento de los sistemas de dirección, utilizando la tecnología actualmente empleada en la reparación automotriz, manejando los equipos de acuerdo a los sistemas instalados y a las especificaciones del fabricante, aplicando la normatividad y los procedimientos de seguridad y de calidad requeridos, además de estimular sus habilidades motoras y sensitivas, sus capacidades para observar, conocer y entender los objetos de su entorno, así como identificar los problemas de funcionamiento de los sistemas de dirección automotrices. En este sentido, el módulo ha sido diseñado de modo que la competencia a desarrollar sea la de integrar los conceptos básicos del funcionamiento de los componentes del sistema de dirección de los automóviles, mediante un primer acercamiento a la identificación y el manejo de las leyes físicas que rigen el funcionamiento de los componentes y de todo el sistema, conocimientos y habilidades que a lo largo de los módulos subsecuentes se continuarán desarrollando. El módulo, desarrolla habilidades y conocimientos generales, necesarios para la continuación de la formación en los módulos subsecuentes de la carrera, al establecer las bases del comportamiento mecánico del sistema de dirección. Por lo tanto, es de especial importancia la observancia a detalle de los temas propuestos y las actividades de evaluación incorporadas, con objeto de que el alumno obtenga los conocimientos mínimos necesarios de la competencia, que le permitan no sólo enriquecer su formación desde el punto de vista académico, sino también, capacitarle para que en su vida profesional (o en estudios superiores) pueda afrontar trabajos que, en mayor o menor medida, puedan estar relacionados con el funcionamiento de sistemas automotrices.
UNIDAD
1
DIAGNOSTICO DE FALLAS EN EL SISTEMA DE DIRECCION. Identifica el funcionamiento y características de los diferentes tipos de sistemas de dirección, de acuerdo al manual del fabricante.
1.1
CONTENIDO TEMATICO. TEMATICO. A. Revisión histórico-técnica del desarrollo de los sistemas de dirección en el automóvil. • Sistema de dirección para eje delantero rígido. • Sistema d e dirección para tren delantero de suspensión independiente. • Sistema de dirección servoasistida hidráulicamente. • Sistema de servodirección hidráulica coaxial. • Sistema de dirección servoasistida Adwest. • Sistema de servodirección hidráulica de asiste ncia variable. • Sistema de dirección electromecánica de asistencia variable. • Mecanismos de dirección de tornillo sinfín. • Mecanismo de dirección de cremallera.
B. Revisión de los principios físicos del control direccional automotriz.
• Principio de Ackerman. • Requisitos de la conducción.
a) Seguridad. b) Suavidad. c) Precisión. d) Irreversibilidad. • Masa de los cuerpos. • Aceleración. • Inercia y sus efectos. • Centros de Gravedad. • Esfuerzos en los ejes trasero y delantero. • Tasa Tasa de flexión. f lexión. • Par y Torsión. • Movimientos de la carrocería.
a) Giro sobre el eje X: Balanceo. b) Movimiento sobre el eje X: Vaivén. c) Giro sobre el eje Y: Cabeceo. d) Movimiento sobre el eje Y: Y: Bandazo. e) Giro sobre el eje Z: Guiñada. f) Movimiento sobre el eje Z: Bailoteo. • Geometría del sistema de la dirección. a)
Ángulo de convergencia.
b) Angulo de divergencia.
c) Ángulo de avance. d) Ángulo de caída. e) Descentrado de las ruedas o radio de pivoteo.
C. Revisión Revisión de manuales de especificaciones de los los sistemas de dirección de fabricantes automotrices.
• Características técnicas. • Organización de la información técnica.
1.1 Identifica el funcionamiento y características de los diferentes tipos de sistemas de dirección, de acuerdo al manual del fabricante.
Hasta comienzos del siglo pasado, los vehículos de cuatro ruedas se direccionaban haciendo girar todo el eje delantero. El principal problema de esto, era el enorme espacio que el eje barría en su recorrido; y por esta razón, resultaba imposible construir vehículos compactos. En 1818, Rudolf Ackermann patento un sistema diseñado por Johann Georg Lakensperger; en este caso, las dos ruedas delanteras giraban en torno a pivotes independientes y para acoplar una con otra, se utilizaba una barra colocada delante del eje, al cual se podía unir el tiro de los caballos (en el caso de tracción animal). Desde entonces, a este sistema se le conoce como “ángulo de Ackermann”; cuando el vehículo va por una curva, su rueda interior delantera gira en torno de un circulo mas pequeño que el que es recorrido por la rueda exterior y para que ninguna de las dos patine al girar, la rueda interior debe girar en un ángulo ligeramente mas cerrado que la exterior; por esta razón, es necesario que la perpendicularidad de las ruedas converjan en un único centro instantáneo de rotación. Este sistema se emplea en prácticamente todos los vehículos y reduce al máximo el desgaste de los neumáticos. En los primeros vehículos el accionamiento de la dirección se hacía mediante una palanca o manubrio. Posteriormente por razones prácticas se adoptó el volante redondo que hasta hoy conocemos, además se hizo necesario darle firmeza al sistema logrando cierta irreversibilidad, sobretodo cuando las ruedas chocaban contra un objeto sólido o ante las irregularidades del camino, que repercutían con violencia sobre el timón, haciéndole perder el rumbo al vehículo con gran facilidad, con los peligros consiguientes. Adicionalmente el mover el volante debía ser una maniobra sencilla, y suave de ejecutar por lo cual se montaron los primeros sistemas de desmultiplicación, que aumentaban la suavidad de operación del sistema. La mezcla de estas dos características necesarias, produjo a lo largo de su evolución hasta nuestros días, sistemas más suaves, precisos y sensibles para el conductor, que debe percibir a través de él, el camino por el que transita.
SISTEMA DE DIRECCION. En materia de seguridad, después de los frenos, el de dirección es el sistema más importante. Este se compone de una serie de mecanismos que hacen girar a las ruedas direccionales, instaladas en el eje delantero. Y gracias a que brinda un control direccional seguro y confiable, el conductor puede evitar los obstáculos del camino.
La dirección tiene la misión de orientar las ruedas delanteras para que el vehículo tome la trayectoria deseada por el conductor. Para que el conductor no tenga que realizar esfuerzo en la orientación de las ruedas (a estas ruedas se las llama "directrices"), el vehículo dispone de un mecanismo desmultiplicador, en los casos simples (coches antiguos), o de servomecanismo de asistencia. La dirección permite al automovilista describir la trayectoria que su conductor desea. Tipos de sistemas de dirección: 1.-Sistema de dirección mecánica. 2.-Sistema de dirección hidráulica. 3.-Sistema de dirección electrónica. SISTEMA DE DIRECCION PARA TREN DELANTERO DE SUSPENSION INDEPENDIENTE.
Cuando hay una suspensión independiente para cada rueda delantera, como la separación entre estas varía un poco al salvar las irregularidades de la carretera, se necesita un sistema de dirección que no se vea afectada por estas variaciones y mantenga la dirección de las ruedas siempre en la posición correcta. Un tipo de dirección es el que utiliza una barra de acoplamiento dividida en tres partes (1, 2, 3, en la figura inferior). El engranaje (S) hace mover transversalmente el brazo (R) que manda el
acoplamiento, a su vez apoyado por la palanca oscilante (O) en la articulación (F) sobre el bastidor. SISTEMA DE DIRECCION PARA EJE DELANTERO RIGIDO.
Se utiliza una barra de acoplamiento única (4) que va unida a los brazos de la rueda (3) y a la palanca de ataque o palanca de mando (2). SISTEMA DE DIRECCION SERVOASISTIDA SE RVOASISTIDA HIDRAULICAMENTE. HIDRAULICAMENTE. Debido al empleo de neumáticos de baja presión y gran superficie de contacto, la maniobra en el volante de la dirección para orientar las ruedas se hace difícil, sobre todo con el vehículo parado. Como no interesa sobrepasar un cierto limite de desmultiplicacíon, porque se pierde excesivamente la sensibilidad de la dirección, en los vehículos se recurre a la asistencia de la dirección, que proporciona una gran ayuda al conductor en la realización de las maniobras y, al mismo tiempo, permite una menor desmultiplicación, ganando al mismo tiempo sensibilidad en el manejo y poder aplicar volantes de radio mas pequeño. La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por un motor eléctrico (dirección eléctrica).
SISTEMA DE SERVODIRECCION SERVODIRECCION HIDRAULICA COAXIAL. Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo desmultiplicador desmu ltiplicador,, aplicando el esfuerzo de servoasistencia. Coaxialmente, es decir, en paralelo con el sistema mecánico. La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera. El circuito hidráulico esta formado por un depósito (1) y una bomba que suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta válvula acoplada a la dirección, es accionada el mover el volante y tiene como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como ocurre en las direcciones de cremallera.
SISTEMA DE 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 ruedasuelo. 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 DE DIRECCION ELECTROMECANICA DE ASISTENCIA VARIABLE. En estos últimos años se esta utilizando cada vez mas este sistema de dirección, denominada dirección eléctrica. La dirección eléctrica se empezó a utilizar en vehículos pequeños (utilitarios) pero ya se esta utilizando en vehículos del segmento medio, como ejemplo la utilizada por Citroën En este tipo de dirección se suprime todo el circuito hidráulico formado por la bomba de alta presión, depósito, válvula distribuidora y canalizaciones que formaban parte de las servodirecciones hidráulicas. Todo esto se sustituye por un
motor eléctrico que acciona una reductora (corona + tornillo sinfín) que a su vez mueve la cremallera de la dirección.
SISTEMA DE DIRECCION SERVOASISTIDA SERVOASI STIDA ADWEST.
MECANISMOS DE DIRECCION DE TORNILLO SIN FIN. Consiste en un tornillo que engrana constantemente constantemente con una rueda dentada. El tornillo se une al volante mediante la "columna de dirección", y la rueda lo hace al brazo de mando. De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientarlas ruedas que la aplicada al volante.
Mecanismo de dirección de tornillo sin fin.
Reductor de tornillo y sector de engrane.
Reductor de tornillo y carrete.
Reductor de tornillo y rodillos
Reductor de tuerca y bolas
cónicos
recirculantes
MECANISMO DE DIRECCIÓN DE CREMALLERA. Esta dirección se caracteriza por la sencillez de su mecanismo desmultiplicador y su simplicidad de montaje, al eliminar gran parte de la tiranteria direccional. Va acoplada directamente sobre los brazos de acoplamiento de las ruedas y tiene un gran rendimiento mecánico. Debido a su precisión en el desplazamiento angular de las ruedas se utiliza mucho en vehículos de turismo, sobre todo en los de motor y tracción delantera, ya que disminuye notablemente los esfuerzos en el volante. Proporciona gran suavidad en los giros y tiene rapidez de recuperación, haciendo que la dirección sea muy estable y segura. El mecanismo esta constituido por una barra (1) tallada en cremallera que se desplaza lateralmente en el interior del cárter. Esta barra es accionada por un piñón helicoidal (2) montado en el árbol del volante y que gira engranado a la cremallera.
Mecanismo de dirección de piñón y cremallera.
PRINCIPIO DE ACKERMAN. En este principio únicamente las ruedas y los mangos o ejes de dirección giran de acuerdo con este principio. Los mangos se colocan con relación al eje de la rueda a un ángulo que va de 100 grados a 105 grados en lugar de 90 grados, como resultado de esta posición; si el automóvil toma una curva, la rueda interior girara en un ángulo mayor que la exterior, si el vehículo es conducido en línea recta las ruedas estarán paralelas (este principio esta presente en los sistemas de suspensión independiente y de eje rígido).
CARACTERISTICAS QUE DEBE REUNIR LA DIRECCION. a) Seguridad: depende de la fiabilidad del mecanismo, de la calidad de los materiales empleados y del entretenimiento adecuado. b) Suavidad: se consigue con un montaje preciso, una desmultiplicación adecuada y un perfecto engrase. La dureza en la conducción hace que ésta sea desagradable, a veces difícil y siempre fatigosa. Puede producirse por colocar unos neumáticos inadecuados o mal inflados, por un "avance" o "salida" exagerados, por carga excesiva sobre las ruedas directrices y por estar el eje o el chasis deformado. c) Precisión: se consigue haciendo que la dirección no sea muy dura ni muy suave. Si la dirección es muy dura por un excesivo ataque (mal reglaje) o pequeña desmultiplicación (inadecuada), la conducción se hace fatigosa e imprecisa; por el
contrario, si es muy suave, por causa de una desmultiplicación grande, el conductor no siente la dirección y el vehículo sigue una trayectoria imprecisa. La falta de precisión puede ser debida a las siguientes causas: - Por excesivo juego en los órganos de dirección. - Por alabeo de las ruedas, que implica una modificación periódica en las cotas de reglaje y que no debe de exceder de 2 a 3 mm. - Por un desgaste desigual en los neumáticos (falso redondeo), que hace ascender a la mangueta en cada vuelta, modificando por tanto las cotas de reglaje. - El desequilibrio de las ruedas, que es el principal causante del shimmy, consiste en una serie de movimientos oscilatorios de las ruedas alrededor de su eje, que se transmite a la dirección, produciendo reacciones de vibración en el volante. - Por la presión inadecuada en los neumáticos, que modifica las cotas de reglaje y que, si no es igual en las dos ruedas, hace que el vehículo se desvíe a un lado. d) Irreversibilidad: consiste en que el volante debe mandar el giro a las pero, por el contrario, las oscilaciones que toman estas, debido a las incidencias del terreno, no deben se transmitidas al volante. volan te. Esto se consigue dando a los filetes del sin fin la inclinación adecuada, que debe ser relativamente pequeña. MASA DE LOS CUERPOS. Medida de cantidad de materia de un objeto. ACELERACION. Mide la variación de velocidad que tiene lugar por unidad de tiempo. A= V T INERCIA Y SUS EFECTOS. Si un cuerpo esta en reposo, continuará en reposo y si se mueve con movimiento rectilíneo uniforme continuará moviéndose con este movimiento siempre que no actúen fuerzas sobre el. Definimos inercia como la propiedad de los cuerpos a oponerse a todo a cambio en su estado de reposo a movimiento. Cuando mas grande es la masa de un objeto mas grande es su inercia. CENTRO DE GRAVEDAD. Es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas porciones de materiales de un cuerpo; de tal forma, que el momento con respecto a cualquier punto, esto en dicho cuerpo.
TASA DE FLEXION. Deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje horizontal y longitudinal. ESFUERZO EN LOS EJES TRASEROS Y DELANTEROS.
PAR Y TORSION.
MOVIMIENTOS DE LA CARROCERIA. En el movimiento de la carrocería influye: el diseño de las suspensiones, el tarado de los muelles y amortiguadores, las cotas de batalla y vías delanteras y traseras, reparto de peso entre los ejes delanteros y traseros.
GIRO SOBRE EL EJE X: MOVIMIENTO SOBRE EL EJE X: GIRO SOBRE EL EJE Y: MOVIMIENTO SOBRE EL EJE Y: GIRO SOBRE EL EJE Z: MOVIMIENTO SOBRE EL EJE Z:
1.-El balanceo de la carrocería se percibe sobre todo en las curvas y para mitigar sus efectos tenemos los muelles y las barras estabilizadoras. 2.-El cabeceo se puede producir tanto por los defectos que puedan haber en el asfalto como en una aceleración o frenada brusca. El diseño de los brazos de la suspensión son los que pueden eliminar este movimiento. 3.-La guiñada se produce sobre todo en situaciones de cambios bruscos de dirección. 4.-El movimiento debido al vaivén, puede ser producido por numerosas causas por ejemplo las ráfagas fuertes de viento frontal o los tirones del motor en el caso de estar en mal estado. 5.-Los bandazos suelen ser provocados por el viento lateral para evitar sus efectos, influyen numerosos elementos en el diseño del vehículo como es el reparto de pesos entre ejes, el perfil del neumático, la aerodinámica lateral del vehículo. 6.-El bailoteo es un movimiento típico que se produce en carreteras levemente onduladas. GEOMETRIA DE LA DIRECCION. Para asegurar la estabilidad, facilitar el manejo y reducir el desgaste de las llantas, las ruedas delanteras deben estar bien alineadas. El término geometría direccional se da a la correlación de los ángulos entre los ejes, ruedas, algunas otras piezas de la dirección y la estructura. 1.-Angulo caster: Es la inclinación del eje hacia el frente o hacia atrás del vehículo. Con este ángulo las ruedas hacen contacto con el camino detrás del centro de gravedad del eje. Esto produce un efecto de tracción que ayuda a dirigir la rueda en la dirección a la que es jalada. El caster se puede definir como la inclinación, hacia adelante o hacia atrás, de la parte superior del eje (mango) de rueda. Si la inclinación es hacia adelante el caster es negativo, si el caster es hacia atrás es positivo. 2.-Angulo camber: Es la inclinación de las ruedas delanteras, con relación a la vertical, que tiende a llevar el punto de contacto entre la llanta y el camino más directamente al centro de gravedad. Si la inclinación es hacia afuera el camber es positivo, si es hacia dentro el camber es negativo.
3.-Convergencia: Se denomina cuando la distancia entre la parte anterior de las ruedas es menor que la posterior. (toe-in) 4.-Divergencia: Se denomina cuando la distancia entre la parte anterior de las ruedas es mayor que la posterior. (toe-out) Generalmente el toe-in y el toe out, se conocen como convergencia positiva y negativa respectivamente. 5.-Angulo de avance: Es el que garantiza el efecto autolineante del vehículo y consiste en dar al pivote una cierta inclinación para que su prolongación no se corte en el punto de apoyo de la rueda, sino por delante, de esta forma se consigue que las ruedas retornen a la posición de línea recta después de realizar cambios de dirección. Un ángulo de avance muy grande provocaría una dirección excesivamente dura, mientras que un ángulo muy pequeño, provocaría que la dirección tendiera a ir hacia cualquier lado (vagabunda). 6.-Angulo de caída: Consiste en darle a la mangueta una cierta inclinación para que la rueda no apoye totalmente perpendicular al suelo, sino que guarde cierto ángulo. Esta inclinación puede ser de tal forma que las ruedas de un eje estén mas cerca entre si por su punto de apoyo o más lejos, le llamaremos caída positiva en el primer caso y negativa en el segundo. Este ángulo suele ser muy pequeño aproximándose a 0 grados. 7.-Radio de pivoteo:
ACTIVIDADES DE EVALUACION.
1.-Coloca los nombres del siguiente esquema.
2.-Contesta brevemente las siguientes preguntas.
a.- ¿Qué es la dirección? ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ b.- ¿Cuál es la dirección para eje delantero rígido? _________________________________________ _________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ c.- ¿Cuál es la dirección mecánica? ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ____________________________ ______________________________________
d.- ¿Cuál es la dirección hidráulica? ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ e.- ¿Qué es un piñón? _______________________________ ___________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ f.- ¿Qué es la cremallera? ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ __ g.- ¿Qué nos dice el principio de ackermann? ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ h.- ¿Escribe los requisitos de la conducción? _________________________________ _________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ i.- ¿Cómo se consigue la suavidad en la dirección? ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________________________ ___________________________________ j.- ¿Cuál es la consecuencia de colocar unos neumáticos inadecuados o mal inflados. ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ _______________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ ___
3.-Realiza el esquema de los ángulos que se te piden.
a.- CAMBER.
b.- CONVERGENCIA
c.- DIVERGENCIA.
4.- Coloca los movimientos de la carrocería según el eje en que trabajan.
5.- Contesta el siguiente crucigrama.
6.- Realiza una sopa de letras con las respuestas del crucigrama.
7.- Realiza una maqueta del sistema de dirección y el procedimiento que llevaste acabo hazlo por escrito.
Emite el diagnóstico de fallas del sistema de dirección y sus componentes, verificando su funcionamiento de acuerdo al manual de especificaciones. 1.2
CONTENIDO TEMATICO. TEMATICO. A. Revisión de los componentes genéricos de los sistemas de dirección automotrices.
• Cajas de accionamiento,
a) Engranes. b) Piñones. c) Cremalleras. • Brazo Pitman. • Varillaje. • Brazos en paralelogramo. • Brazos en “A”. • Rótulas. • Mangos. • Rodamientos y bujes. • Columna de dirección.
a) Juntas universales. b) Juntas flexibles. c) Volante. d) Elementos colapsables de seguridad. • Sistema de control hidráulico.
a) Bomba del fluido hidráulico.
b) Válvulas. c) Cilindros de control. d) Tuberías y mangueras. e) Conexiones. • Sistemas servoasistidos.
a) Sistema hidráulico. b) Elementos de control electrónico.
B. Revisión del estado de servicio de los componentes de la dirección.
• Pruebas dimensiónales • Pruebas de desgaste de los componentes. • Pruebas de apriete. • Pruebas de control direccional. • Pruebas hidráulicas. • Alineación.
C. Emisión del diagnóstico de fallas de la dirección.
• Información técnica. • Especificaciones del fabricante. • Resultados de las pruebas efectuadas. • Elaboración del reporte de diagnóstico de fallas.
CAJA DE DIRECCION: Este recibe el movimiento del timón y la barra de dirección y la reparte a las ruedas mediante movimientos realizados por engranes.
Tipos de caja de accionamiento de tornillo sin fin: a) Tornillo Tornillo sin fin y rueda r ueda o sector dentado. b) Tornillo Tornillo sin fin y tuerca. c) Sistema Ross de palanca y leva. d) Sistema de tornillo sin fin y rodillo. e) Sistema de tornillo sin fin y tuerca con bolas recirculantes.
COMPONENTES DEL SISTEMA DE DIRECCION.
TIMON O VOLANTE: Por medio de este componente el conductor dirige la trayectoria del automóvil.
BARRA DE DIRECCION: DIRECCION: Este componente une al volante con la caja de dirección, anteriormente era una sola pieza y en la actualidad sirve de protección para el conductor en caso de colisión y esta compuesta de partes pequeñas que se doblan para evitar lesiones.
BIELETA: Pieza ubicada a la salida de la caja de dirección que se encarga de unir la caja de dirección con la varilla central (parte exclusiva de las direcciones de bolas recirculantes).
VARILLA CENTRAL: Recibe el movimiento de la caja de dirección y lo transmite a las terminales de dirección.
TERMINALES DE DIRECCION: Son uniones (tipo rotula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del suelo y tiene como función unirse con cada una de las ruedas direccionales.
BRAZO PITMAN: Este componente es la primera palanca en el sistema de dirección (tornillo sin fin) y es el que transforma el movimiento de rotación del eje de sector o eje transversal, en un movimiento de un lado a otro. El brazo se mueve
describiendo un arco y esta firmemente unido al eje de sector por medio de unos salientes o dientes pequeños.
ESLABON CENTRAL: Es una barra rígida de acero que va sujeta a uno de los extremos del brazo pitman por una unión esférica parecida a una rotula y el otro extremo va soportado al brazo loco.
BRAZO LOCO: Este brazo simplemente soporta el extremo del eslabón central, pero es importante por que mantiene alineado al eslabón.
EXTREMO DE TIRANTE: Los extremos de tirantes o barras son rotulas provista de vástagos roscados, corresponden a los manguitos de ajustes de las barras y de los vástagos de rotulas cónicas, que están ajustados en los orificios correspondientes.
BRAZOS EN PARALELOGRAMO: Se compone por 2 brazos de suspensión en forma de triangulo, uno encima de otro (uno en la parte de debajo de la mangueta y otro en la parte superior).
BRAZOS EN “A”: Este sistema consiste simplemente en un brazo inferior
articulado por uno de sus extremos sobre el bastidor.
ROTULAS: Son elementos de articulación que dan mayor libertad de movimiento al mecanismo del sistema de dirección. La rótula soporta el peso p eso del vehículo en la parte delantera y es el punto de giro entre las ruedas y la suspensión. Una rótula se desgasta rápido por no ser lubricada o si el lubricante no se mantiene en su lugar.
El desgaste provoca holguras entre las partes de contacto, causando golpeteos que provocarán otros fallos. Los problemas más comunes serían: dirección errática y desgaste prematuro de neumáticos. Están localizadas en los puntos de conexión de los elementos móviles de la dirección y permiten que el mecanismo de la misma realice el movimiento rotacional.
Clasificación de rotulas: a) Rotulas de carga. b) Rotulas que no soportan carga.
MANGOS: Permiten el movimiento giratorio de las ruedas, en ellos va montado la masa de las ruedas. Los brazos de estos mangos son suficientemente largos para permitir que el neumático se mueva lo necesario, de manera que el vehículo cambie de dirección o de una vuelta.
RODAMIENTOS: El rodamiento es un elemento de máquina que asegura un enlace móvil entre dos elementos de un mecanismo, uno en rotación con respecto al otro. Su función es permitir la rotación relativa de estos elementos, bajo carga, con precisión y mínimo rozamiento. En pocas palabras, es un elemento mecánico que reduce la fricción entre un eje y las piezas conectadas a éste, que le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento.
BUJES: El buje es el elemento elástico que se interpone entre dos piezas móviles metálicas, permitiendo un suave desplazamiento entre ellas, reduciendo drásticamente la fricción y eliminando o aislando los molestos ruidos que se generan en toda pieza metálica en movimiento. Las bases son los elementos de amarre que restringen el movimiento o sujetan principalmente los componentes del tren motor, tales como motor, caja y transfer, evitando adicionalmente la transmisión de vibraciones y ruidos hacia la carrocería del vehículo.
JUNTAS UNIVERSALES: Son elementos mecánicos que nos permiten transmitir potencia entre 2 ejes alineados.
JUNTAS JUNT AS FLEXIBLES:
ELEMENTOS COLAPSABLES DE SEGURIDAD: Este elemento de seguridad, esta integrado en la columna de dirección y sirve para aumentar la distancia entre el volante y el tórax del conductor.
SISTEMA DE CONTROL HIDRAULICO.
DEPOSITO DE FLUIDO: Aquí se deposita el fluido de operación del sistema, es importante revisar su nivel de operación y rellenar el sistema hidráulico cuando se requiera. BOMBA HIDRAULICA: Es accionado por el motor a través de una banda, hace que el aceite de operación fluya por todo el circuito del sistema a una presión determinada. MANGUERA, SELLOS Y JUNTAS: Se instalan en los elementos móviles internos de la caja de dirección, para integrar un sello y mantener así la presión hidráulica interna de la caja de dirección y evitar fugas de aceite.
EMBOLO HIDRAULICO (interno): Lo encontramos en la caja de dirección y por la presión de aceite se desplaza horizontalmente hacia un lado y el otro, dicha presión se controla mediante el cuerpo de válvulas de la caja de dirección. CUERPO DE VALVULAS: Se localiza en el housing de la caja de dirección o a la entrada de conexión de una flecha de la columna de dirección, controla el flujo de aceite que se va a la caja de dirección, según el lado hacia el cual cual sea girado el volante.
ELEMENTOS DE CONTROL ELECTRONICO.
SENSORES: Detectan condiciones físicas de la operación del sistema de dirección o relacionadas con el; se trata de parámetros como la velocidad del vehículo o de las ruedas direccionales, la intensidad con que se gira el volante e incluso el recorrido del pedal del acelerador (esto ultimo para determinar la aceleración y desplazamiento del vehículo). ACTUADORES: Mediante estos elementos se realizan las acciones de control calculadas y determinadas por el modulo de control electrónico del sistema de dirección. MODULO DE CONTROL ELECTRONICO (EBCM o EBTCM): Aquí se integran las funciones de control de la dirección, las de control de tracción y las del ABS. Este modulo controla y procesa la información proporcionada por los sensores, para determinar la forma en que debe aplicarse el actuador instalado directamente en la columna de dirección. SENSOR DE PRESION DE APLICACIÓN DE FRENOS (en algunos sistemas): Determina la presión hidráulica que el conductor aplica a los frenos. Y con esta información, el modulo de control puede fijar la rigidez que debe tener el mecanismo de dirección. SENSOR DEL ANGULO DEL VOLANTE: Monitorea la intensidad o velocidad con la que gira la flecha de la columna de dirección, la cual se mueve a través del volante de dirección. CAJA DE DIRECCION ELECTRONICA: Posee sensores de presión y un actuador hidráulico alimentado por la presión de aceite de una bomba. Esta ultima se regula por medio del modulo de control. Este sistema entra en operación, cuando se cierra la alimentación eléctrica mediante el switch de encendido. En ese momento, comienza la función de auto diagnóstico. El sistema electrónico de control de dirección tiene valores ajustados desde fabrica, para el control de la rigidez del mecanismo de dirección cuando el vehiculó se desplaza a velocidades moderadas y existen condiciones estables de funcionamiento; o bien, cuando el vehiculó se encuentra estacionado y con el motor en marcha. Pero cuando hay una situación de emergencia y se aplican bruscamente los frenos y se gira con mucha fuerza el volante, los elementos de monitoreo de este sistema detectan tales acciones, con base en los valores o
consideraciones de las mismas, se determina que entre en funcionamiento el actuador; y este, mediante la aplicación de una fuerza electromagnética, hace que el volante oponga resistencia al violento giro que el conductor le aplica. El nivel de la fuerza electromagnética aplicada, depende de los cálculos que el modulo de control del sistema lleva acabo para ayudar al conductor a mantener el control direccional del vehiculó. REVISION DE LOS COMPONENTES. • Pruebas dimensiónales. • Pruebas de desgaste de los componentes. • Pruebas de apriete. • Pruebas de cont rol direccional. • Pruebas hidráulicas.
ALINEACION Y BALANCEO. Para que el sistema de dirección funcione correctamente y puedan cumplirse los requisitos de la conducción, las ruedas directrices deben cumplir determinadas condiciones geométricas denominadas normalmente COTAS de las direcciones, de esta forma se conseguirá que la dirección sea suave, precisa, segura y que tenga una tendencia autolineante. Las cotas de la dirección son las siguientes: a) Angulo caster ca ster.. b) Angulo camber. camb er. c) Angulo de divergencia. d) Angulo de convergencia. Y un correcto balanceo de la dirección, evita vibraciones excesivas del vehículo; sobre todo cuando se desplaza a velocidades de carretera; con ello, se garantiza una estabilidad segura del mismo. Para realizar ambas labores se necesitan equipos especiales.
COMPROBACION DE LAS COTAS. COTAS. Esta operación es necesario realizarla cada 2 años aproximadamente en todos los vehículos. En el caso de un mal reglaje de la dirección, esta no proporciona las condiciones de seguridad y suavidad que disponía en origen, sin contar con los desgastes e irregularidades y prematuras que va a sufrir el neumático. Para realizar esta operación existe una gran variedad de equipos disponibles en el mercado, estos equipos vienen provistos de unos sensores para situarlos en las llantas del vehículo y a través de ellos se pueden medir las cotas por medio de una pantalla de referencia o de un monitor. En los comprobadores de alineado de última generación, los sensores de rueda transmiten información a un ordenador el cuál, mediante un monitor la contrasta con los datos que tienen grabados en memoria.
ACTIVIDADES DE EVALUACION. 1.-Coloca una imagen y el funcionamiento de los tipos de cajas de dirección de tornillo sin fin. 2.-Toma como ejemplo la figura siguiente y entrega otra imagen con todos los componentes del sistema de dirección de tornillo sin fin y otra de piñón y cremallera. Ejemplo:
3.-Realiza un cuestionario de 25 preguntas de este tema y el pasado, sin tomar en cuenta el cuestionario pasado.
4.-Elabora un cuadro comparativo de los tipos de sistemas de dirección.
5.-Resuelve el crucigrama.
6.-Realiza una maqueta de los componentes del sistema de dirección hidráulica.
7.-Entrega un reporte escrito del procedimiento manual de alineación.
UNIDAD
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MANTENIMIENTO MANTENIM IENTO Y REPARACION REPARACION DEL SISTEMA DE DIRECCION. 2.1 Realiza el mantenimiento al sistema de dirección, de acuerdo al diagnóstico de fallas.
CONTENIDO TEMATICO. TEMATICO. A. Preparación del equipo, herramientas, materiales y partes para el mantenimiento de la dirección. • Herramental estándar para el taller de servicio automotriz. • Herramientas especiales para cada tipo de sistema por marca. • Equipos para la reparación. • Partes de repuesto • Materiales directos e indirectos
B. Verificación de las condiciones laborales para el desempeño del trabajo • Instalaciones necesarias para el desempeño del trabajo • Condiciones de seguridad e higiene. • Reglamento interior de trabajo. • Documentación para reportar
a) Hoja de requisición de materiales b) Hoja de reporte de trabajo
C. Ejecución del proceso de reparación de la dirección.
• Definición de la ruta del proceso • Desmontaje de las partes afectadas. • Desensamble de los componentes. • Limpieza de los componentes. • Reparación de componentes. • Substitución de componentes. • Verificación de los acoplamientos. • Ensamble del sistema. • Inspección final. • Reporte de trabajo
2.1 Realiza el mantenimiento al sistema de dirección, de acuerdo al diagnóstico de fallas.
HERRAMIENTA: Utensilio de nos ayuda realizar algún trabajo o facilita la realización del mismo.
EQUIPO:
Lista de herramental estándar. están dar. 1.-
11.-
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3.-
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10.-
20.-
PARTES DE REPUESTO Y MATERIALES DIRECTOS E INDIRECTOS. CONDICIONES DE SEGURIDAD E HIGIENE. HIGIENE. Conjunto de normas y procedimientos tendientes a la protección de la integridad física y mental del trabajador, preservándolo de los riesgos de salud inherentes a las tareas del cargo y al ambiente físico donde se ejecutan. Está relacionada con el diagnóstico y la prevención de enfermedades ocupacionales a partir del estudio y control de dos variables: el hombre – y su ambiente de trabajo, es decir que posee un carácter eminentemente preventivo, ya que se dirige a la salud y a la comodidad del empleado, evitando que éste enferme o se ausente de manera provisional o definitiva del trabajo. Conforma un conjunto de conocimientos y técnicas dedicados a reconocer, evaluar y controlar aquellos factores del ambiente, psicológicos o tensiónales, que provienen, del trabajo y pueden causar enfermedades o deteriorar la salud. SEGURIDAD. Conjunto de medidas técnicas, educacionales, médicas y psicológicas empleados para prevenir accidentes, tendientes a eliminar las condiciones inseguras del ambiente y a instruir o convencer a las personas acerca de la necesidad de implementación de prácticas preventivas. Según el esquema de organización de la empresa, los servicios de seguridad tienen el objetivo de establecer normas y procedimientos, poniendo en práctica los recursos posibles para conseguir la prevención de accidentes y controlando los resultados obtenidos. El programa debe ser establecido mediante la aplicación de medidas de seguridad adecuadas, llevadas a cabo por medio del trabajo en equipo. La seguridad es responsabilidad de Línea y una función de staff. Cada supervisor es responsable de los asuntos de seguridad de su área, aunque exista en la organización un organismo de seguridad para asesorar a todas las áreas. ¿Cuales son las causas de un accidente de trabajo? Interviene varios factores, entre los cuales se cuentan las llamadas causas inmediatas, que pueden clasificarse en dos grupos: 1) Condiciones inseguras: Son las causas que se derivan del medio en que los trabajadores realizan sus labores ( ambiente de trabajo), y se refieren al grado de inseguridad que pueden tener los locales, maquinarias, los equipos y los puntos de operación. Las condiciones inseguras más frecuentes son: a) Estructuras e instalaciones de los edificios o locales diseñados, construidos o instalados en forma inadecuada, o bien deteriorados. b) Falta de medidas o prevención y protección contra incendios. c) Instalaciones en la maquinaria o equipo diseñados, construidos o armados en forma inadecuada o en mal estado de mantenimiento. d) Protección inadecuada, deficiente o inexistente en la maquinaria, en el equipo o
en las instalaciones eléctricas. e) Herramientas manuales, eléctricas, neumáticas y portátiles defectuosas o inadecuadas. f) Equipo de protección personal defectuoso, inadecuado o faltante. g) Falta de orden y limpieza. h) Avisos o señales de seguridad e higiene insuficientes o faltantes. 2) Actos inseguros: Son las causas que dependen de las acciones del propio trabajador y que puedan dar como resultado un accidente. Los actos inseguros más frecuentes en que los trabajadores incurren el desempeño de sus labores son: a) Llevar a cabo operaciones sin previo adiestramiento. b) Operar equipos si autorización. c) Ejecutar el trabajo a velocidad no indicada. d) Bloquear o quitar dispositivos de seguridad. e) Limpiar, engrasar o reparar la maquinaria cuando se encuentra en movimiento. ¿Que da origen a un acto inseguro? a) La falta de capacitación y adiestramiento para el puesto de trabajo b) El desconocimiento de las medidas preventivas de accidentes laborales c) La carencia de hábitos de seguridad en el trabajo d) Características personales: confianza excesiva, la actitud de incumplimiento a normas y procedimientos de trabajo establecidos como seguros, los atavismos y creencias erróneas acerca de los accidentes, la irresponsabilidad, la fatiga y la disminución, por cualquier motivo de la habilidad para el trabajo. Las formas según las cuales se realiza el contacto entre los trabajadores y el elemento que provoca la lesión o muerte son, es decir, los tipos de accidente más frecuentes que podemos encontrar son: 1.- Golpeados por o contra algo 2.-Atrapado por o entre algo 3.- Caída en el mismo nivel 4.- Caída a diferente nivel 5.- Resbalón o sobreesfuerzo 6.- Exposición a temperaturas extremas 7.- Contacto con corrientes eléctricas 8.- Contacto con objetos o superficies con temperaturas muy elevadas.
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INSPECCIONES GENERALES AL SISTEMA.
El sistema de dirección debe lubricarse periódicamente para asegurar el correcto funcionamiento de sus mecanismos y prevenir el desgaste de las piezas que se encuentran en contacto. Las partes que se deben lubricar, son las que corresponden a los puntos de ensamble móviles, pernos y bujes en el mango de dirección, rotulas para la articulación de elementos, juntas universales de ensamblaje de la flecha y por recomendación del fabricante. Hay que lubricar la caja de dirección, esto se hace con la grasa o aceite suministrado a través de la grasera que se localiza en el housing; Si la suspensión, recibe un fuerte golpe por un bache ú obstáculo en el camino, habrá que revisar si algún componente resulta doblado ó fisurado; entonces, será necesario reemplazarlo y no se debe de ajustar.
ESTADO ESTADO DE LOS COMPONENTES DE LA DIRECCION. VOLANTE: Su centro debe estar bien alineado con respecto a la posición de las ruedas delanteras y al girarlo no debe rechinar. COLUMNA DE DIRECCION: No debe de estar torcida o flexionada y además sus crucetas de conexión con la flecha de salida de la caja de dirección debe de estar firme. CAJA DE DIRECCION: El piñón de ataque no debe de tener juego excesivo, su mecanismo debe estar bien lubricado con grasa. BRAZO VIAJERO: No debe encontrarse doblado y sus rotulas de articulación no deben de estar flojas. MANGO DE DIRECCION: El lugar donde se encuentra el perro y su buje debe de estar bien lubricado con grasa, la pieza no debe de estar agrietada. TORNILLOS TOPE O GOMAS: Verificar que no falte ninguno de estos tornillos y que proporcionen la separación adecuada entre el neumático y el bastidor, cuando las ruedas direccionales giren por completo hacia un lado y al otro en algunas cajas de dirección hidráulica, el tope es controlado por gomas en lugar de tornillos. HORQUILLAS Y ROTULAS: Verificar que las rotulas tengan tolerancia de ajuste, no deben de estar flojas. El valor de torque de apriete de los pernos de ensamble y sujeción de las horquillas, deben de estar dentro de las especificaciones proporcionadas por el fabricante del vehículo, ninguna de las horquillas debe de estar soldada ó fracturada. PERNO REY: Para extraer este perno hay que desmontar el conjunto de la horquilla y el mango de dirección y luego se debe revisar que el perno no este remarcado ó con desgaste excesivo ó deformaciones cónicas y que no se haya ovalado, debe de estar dentro de las especificaciones proporcionadas por el fabricante del vehículo. BOMBA HIDRAULICA: Periódicamente se tiene que revisar su presión de entrega, debe de estar dentro de las especificaciones; además, no debe presentar fugas o derrames de liquido y durante su operación no se deben escuchar ruidos o rechinidos. Para extraer el embolo hidráulico es necesario desarmar la caja de dirección, se debe revisar que no este dañado y sus cabezas no deben de tener mucho desgaste, todo esto se tiene que verificar también dentro de la caja de
dirección, específicamente en donde se desplaza este embolo.(cada vez que se desarme la caja de dirección habrá que reemplazar todo el conjunto de ligas) CUERPO DE VALVULAS: VALVULAS: En donde se ubican las ligas de sello, no debe de haber fugas, esto mediante un manómetro ó un analizador especial, hay hay que revisar periódicamente la presión controlada por el cuerpo de válvulas. DEPOSITO DE FLUIDO: No debe de estar roto ni estrellado, su tapa debe de asentar perfectamente para evitar las fugas de líquido y el nivel de este debe revisarse a diario. MANGUERAS: No deben de estar demasiadas resecas o duras, tienen que estar flexibles y sus conexiones no deben de tener golpes. SELLOS Y JUNTAS: No deben permitir permeabilidad ó fugas de líquido y en cada reparación se reemplazan por completo.
OPERACIONES BASICAS EN LA L A DIRECCION. DIRECCION. (Desmontaje) Para desmontar los elementos de la dirección, hay que adoptar una serie de precauciones, por lo que es conveniente la utilización del manual especifico del vehiculó a intervenir. Este pretende dar orientaciones para proceder al desmontaje de los elementos de dirección. VOLANTE: Para desmontar el volante se pueden dar 2 situaciones distintas, que el vehículo disponga de air-bag ó no, en el caso de disponer de air-bag es conveniente consultar el manual del vehículo, ya que tiene una serie de acciones en particular. Desmontar la tapa embellecedora situada en el centro del volante y a partir de ahí, es aflojar la tuerca que le une a la columna de dirección. Una vez desmontada esta tuerca, el volante se encuentra en la columna a través de una fijación cónica, con lo que se va a utilizar un extractor especifico para desmontarlo, sino se dispone de este extractor, extractor, en la mayoría de los vehículos se puede desmontar dando con la mano unos golpes al volante en el sentido del salpicadero para que despegue el cono en el que se aloja. COLUMNA DE DIRECCION: Para desmontar la columna se deben de seguir los siguientes pasos. a) Desconectar la batería. b) Posicionar el volante en línea recta.
c) Desmontar el volante. d) Desmontar los guarnecidos de la columna de dirección. e) Desmontar los conmutadores acoplados a la columna, para ello desconectar el cableado de los conectores correspondientes y desmontar los tornillo que sujetan los conmutadores que sujetan a la columna, extraer los conmutadores. f) Desconectar los conectores del cableado de la llave de contacto ó ignición. g) Desmontar los tornillos que unen la columna al chasis (si los tuviera) y a la caja de dirección.
TIRANTERIA: Normalmente va unida a través de rotulas; por lo tanto, para desmontarla es necesario utilizar extractores diseñados a tal efecto con el fin de no dañarla.
BIELETAS: Para desmontar las bieletas hay que soltarlas en primer lugar de la parte que las une a la mangueta, y después es conveniente marcar su posición de anclaje con la caja antes de desmontarla con el fin de situar la nueva bieleta en su posición lo mas aproximada posible a su situación original y de esta forma impedir que el alineado varíe excesivamente, para marcar la posición original de la bieleta se puede realizar contando las vueltas de rosca al desmontarla ó bien tomando como referencia la contra tuerca para colocar la nueva bieleta con la misma distancia (no obstante es necesario alinear).
CAJA DE LA DIRECCION: Siempre que desmonten la caja de dirección, es recomendable realizar el alineado de dirección al vehículo y para su desmontaje se siguen los siguientes pasos: a) Desmontar las bieletas de la dirección por la parte que van sujetas a la mangueta. b) Desmontar los tornillos que sujetan la dirección al chasis. c) Desmontar los tornillos de unión de la caja con la columna de la dirección. d) Desmontar todos los elementos que se vean comprometidos para la extracción de la caja de dirección.
Para desmontar una caja de dirección asistida, se deben tener las mismas precauciones que en las cajas de dirección convencional, además de:
a) Extraer el líquido del depósito. b) Desmontar los tubos hidráulicos que se vean comprometidos en la extracción de la caja, amarrándolos previamente por si existe alguna confusión al montarlos. c) Prever una bandeja para recoger el líquido que va a salir por los tubos e impedir que caiga al suelo en la medida de lo posible. d) Taponar Taponar los tubos con el fin de impedir la entrada de suciedad.
BOMBA HIDRAULICA: Si la dirección es asistida, para desmontar la bomba de la dirección, en primer lugar hay que destensarla para que la correa de donde toma movimiento proveniente del cigüeñal y así se pueda retirar siempre y cuando no sea eléctrica. Posteriormente desmontar los tubos hidráulicos y finalmente soltar el anclaje de la bomba con el motor o chasis.
SUSTITUCION DEL FLUIDO DE LA DIRECCION. Simplemente hay que vaciar el circuito a través del tapón de vaciado situado en la cremallera, sino dispusiera el sistema de dicho tapón, desmontar el racor que se encuentre en la posición mas baja e ir girando la dirección en ambos sentidos colocando un recipiente para evitar que el liquido caiga al suelo, cuando se haya vaciado el deposito por completo y no exista liquido en el circuito, volver a colocar el tapón ó racor e introducir el fluido de dirección hasta el nivel que determine el fabricante (normalmente situado en el mismo deposito) y proceder al purgado.
PURGADO DEL CIRCUITO. La purga del circuito es automático; poa lo tanto, para realizar esta operación simplemente habrá que llenar el circuito a través del deposito, arrancar el vehículo y girar la dirección en ambos sentidos hasta notar un perfecto comportamiento con ausencia de cavitaciones (ruidos).
DIAGNOSIS GENERAL DE LA L A DIRECCION. Por los síntomas observados durante la prueba, pueden reducirse las posibles averías y consecuencias, las reparaciones a realizar pueden ser:
1.- Vibraciones en las ruedas anteriores, que pueden ser debidas a las siguientes causas:
a) Ruedas desequilibradas, en cuyo caso será necesario proceder a su balanceo. b) Huelgo en los cojinetes del cubo de rueda, lo que deberá comprobarse levantando las ruedas del suelo e intentando moverlas, tirando y empujando de puntos diametralmente opuestos. c) Huelgo excesivo en las palancas, articulaciones, rotulas, etc., del tren delantero lo que deberá comprobarse efectuando una revisión del sistema. d) Holgura excesiva en el mecanismo desmultiplicador, lo que se cambiara haciendo girar el volante en ambos sentidos hasta obtener el inicio de orientación de las ruedas con el vehículo parado. e) Tornillo de sujeción de la caja de dirección flojos, lo que se corrige dándoles el correspondiente par de apriete. f) Mala regulación de las cotas de reglaje de la dirección, en cuyo caso es necesario proceder a la operación de alineado de trenes.
2.-Rumorosidad al accionar el volante de la dirección que puede ser debida a alguna de las siguientes causas: a) Falta de engrase de la caja de la dirección, lo que deberá comprobarse intentando desplazarlos de su posición para ver si se producen ruidos al retirar el tapón de llenado. b) Falta de engrase en cojinetes del pivoteo en rotulas, lo que se corrige efectuando el correspondiente engrase o la sustitución de rotulas.
c) Cojinetes, rotulas o brazos de suspensión parcialmente agarrotados por falta de engrase, en cuyo caso es necesario su desmontaje y limpieza antes de proceder al nuevo engrase. d) Articulaciones elásticas en mal estado, lo que puede comprobarse intentando desplazarlos de su posición, para ver si existen algunos o se producen ruidos. e) Ballesta de muelles de suspensión rotos, en cuyo caso es necesario sustituirlos.
3.- Dureza de la dirección que se pone de manifiesto en marcha lenta o maniobras, cuyas causas pueden ser las siguientes: a) Falta de engrase en la caja de dirección, que se corrige aportando la cantidad de aceite o grasa necesaria. b) Mala regulación del acoplamiento entre el sector y el sinfín o el piñón y la cremallera, lo que se corrige efectuando el correspondiente reglaje.
c) Deformaciones de los brazos de suspensión debidas a golpes, en cuyo caso será necesario cambiar las piezas defectuosas. d) Incorrecta alineación de la dirección, que puede corregirse mediante la operación de alineado. e) Ballesta o muelle rotos o sentidos, lo que altera las cotas de la dirección y por lo tanto se hace necesaria la sustitución, en el caso de la barra de torsión deberá efectuarse el reglaje de altura.
4.- Holgura en el volante de la dirección, que puede ser debido a: a) Rotulas desgastadas o flojas, lo que deberá ser constatado intentando forzarla de su posición. b) Fijaciones de la caja de la dirección defectuosas, lo que deberá ser corregido apretándolas. c) Conjunto desmultiplicador desgastado, en cuyo caso se hará necesaria la sustitución.
5.- Chillido de los neumáticos en las curvas, que puede ser debido a: a) Defecto de algunas de las cotas de la dirección, lo que deberá comprobarse mediante la operación de alineado. b) Deformaciones en los brazos de suspensión, que provocara anomalías en las cotas de la dirección, los brazos defectuosos deben ser sustituidos.
6.- El vehículo no sigue la trayectoria recta, ni se endereza al salir de las curvas, dando como resultado un andar vagabundo, lo que puede ser debido a: a) Falta de avance o inclinación de la rueda, que deberá comprobarse y corregirse y será necesario el alineado de la dirección. b) Holgura en los cojinetes de las ruedas anteriores, lo que deberá ser constatado de la manera ya mencionada. c) Palanca de accionamiento o caja de dirección flojas en sus uniones, lo que deberá ser comprobado en la forma ya mencionada. d) Holgura excesiva entre el sin fin y el sector o bien entre el piñón y la cremallera, en cuyo caso deberá efectuarse el correspondiente reglaje.
7.- Al soltar el volante de la dirección, el vehículo se va hacia un lado de la carretera, lo que puede ser debido a lo siguiente: a) Mala regulación de la convergencia, que deberá comprobarse en el alineado de la dirección. b) Avance o inclinación de rueda desiguales en las ruedas delanteras, en cuyo caso es necesario la operación de alineado. c) Amortiguador en mal estado, que implica la sustitución del mismo. d) Ballestas, muelles o barra de torsión floja o rota, en cuyo caso quedan modificadas las cotas de la dirección y es necesario el cambio de la pieza defectuosa. e) Barra de suspensión deformada por golpes que implica el cambio de los mismos. f) Presión de inflado desigual en las ruedas de un mismo eje, que se corrige dando la correspondiente presión.
ACTIVIDADES DE EVALUACION. 1.-Imágenes de herramientas especiales para cada tipo de sistema por marca (3 diferentes). 2.-Elaboracion de órdenes de servicio. 3.-Colocar imágenes para entender mas el estado de los componentes de la dirección. 4.-Realiza un listado del montaje de los componentes de la dirección. 5.-Elabora un simulador de evaluación de los objetivos anteriores. (40 min) 6.-Resuelve la siguiente tabla.
Sistema de dirección Mecánica
Sistema de dirección Electrónica
CARACTERISTICAS ________________________________ _________________________________ _________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ VENTAJAS _________________________________________ _________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ _____________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ _____ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ DESVENTAJAS ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ ________________________________________ __________________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________ _______________________ __________________________________________________________________ ________________________________ __________________________________
2.2 Verifica el funcionamiento del sistema de dirección, corrigiendo los parámetros de operación de acuerdo al manual de especificaciones.
CONTENIDO TEMATICO. TEMATICO. A. Corrección del sistema de dirección conforme a las especificaciones del fabricante.
• Verificación de la geometría del sistema de dirección. • Verificación de alturas.
a) Con carga. b) Sin carga. • Ajustes hidráulicos • Alineación.
B. Aplicación de pruebas de funcionamiento del sistema y de la unidad de acuerdo a las especificaciones del fabricante.
• Pruebas de funcionamiento estático que el fabricante especifique. • Pruebas de funcionamiento dinámico
a) Manejo en vacío b) Manejo con carga c) Control del vehículo. • Reporte final del funcionamiento del vehículo.
2.2 Verifica el funcionamiento del sistema de dirección, corrigiendo los parámetros de operación de acuerdo al manual de especificaciones.
REPORTE DE PRACTICAS Nombre de la practica Practica no. Objetivo de la practica
Grupo:
Fecha:
Objetivo de la sesión Alumno:
Docente:
Lista de materiales, equipo y herramientas sugeridas.
Desarrollo
Esquemas y dibujos
Aprendizaje adquirido de la practica
Observaciones:____________________________________________________________________ __________________ ___________________________ __________________ _________________ __________________ ___________________ ___________________ _________________ _______ __________________ ___________________________ __________________ _________________ __________________ ___________________ ___________________ _________________ _______ ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________________ _________________ _______________ ______ __________________ ___________________________ __________________ _________________ __________________ ___________________ ___________________ _________________ _______ __________________ ___________________________ __________________ _________________ __________________ ___________________ ___________________ _________________ _______ __________________ ___________________________ ____________________ ____________________ __________________ __________________ _________________ _______________ _______ __________________ ___________________________ __________________ _________________ __________________ ___________________ ___________________ _________________ _______
SISTEMA DE DIRECCIÓN
El sistema de dirección En los primeros vehículos el accionamiento de la dirección se hacía medi ante una palanca o manubrio. Posteriormente Posterior mente por razones prácticas se adoptó el volante redondo que hasta hoy conocemos, además se hizo necesario darle firmeza al sistema logrando cierta irreversivilidad, sobretodo cuando las ruedas chocaban contra un objeto sóli do o ante las irregularidades del camino, que repercutían con viol encia sobre el timón, haciéndole perder el rumbo al vehículo con gran facilidad, con los peligros consiguientes. Adicionalmente el mover el volante debía ser una maniobra sencilla, y suave de ejecutar por lo cual se montaron los primeros sistemas de desmultiplicación, que aumentaban la suavidad de operación del sistema. La mezcla de estas dos d os características necesarias, necesarias, produjo a lo l o largo de su evolución hasta nuestros días, sistemas más suaves, precisos y sensibles para el conductor, que debe percibir a través de él, el camino por el que transita.
Evolución del sistema Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido. Con este primitivo sistema bastaba con poner pivotes en los extremos del eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido en las ruedas.
Con el paso de los años se adoptaron sistemas asistencia para la dirección. En los últimos años se ha popularizado el sistema de dirección de cremallera, usado en los años 30 por BMW. BMW. Este tipo de dirección también puede utilizar asistencia. En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos, sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la l a desmultiplicación lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la dirección quedaba demasiado suave y sensible. Este problema motivó el desarrollo de dispositivos que endurecieran la dirección, a medida que aumentaba la velocidad de desplazamiento del vehículo.
Componentes del sistema de dirección: conductor,, para dirigir la 1. Timón o volante: Desde él se posan las manos del conductor trayectoria trayec toria del vehículo.
2. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección, antiguamente era de una sola pieza, y en la actualidad y como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión esta compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar lesiones. l a barra y lo reparte a las 3. Caja de dirección: Recibe el movimiento del timón y la ruedas, mediante movimientos realizados por engranajes. Puede ser de ti po bolas recirculantes, o de cremallera. di rección, que se encarga de unir la 4. Biela: Pieza ubicada a la salida de la caja de dirección, caja de dirección con la l a varilla central. Es una parte exclusiva de las l as direcciones de bolas recirculantes. l os 5. Varilla central: Recibe el movimiento de la caja de dirección y lo transmite a los terminales de dirección. uni ones(tipo rótula) con cierta elasticidad para 6. Terminales de dirección: Son uniones(tipo absorber las irregularidades del suelo, y tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas direccionales. di reccionales.
Tipos de dirección Bolas recirculantes: Su funcionamiento básico es el siguiente: Inmersos dentro de una caja con aceite grueso (valvulina) hay un gran tornillo roscado, que recibe el extremo de la barra de dirección. Este tornillo da tres o cuatro vueltas alrededor de sí mismo, produciendo el movimiento de una serie de engranajes, este desplazamiento disminuye el esfuerzo que debe realizar el conductor para mover las llantas, debe su nombre a que utiliza una serie de esferas que facilitan el movimiento, al hacerlo más suave. Este tipo de dirección se utiliza en vehículos de trabajo pesado y buses y camiones. pi ñón que gira hacía la Cremallera: Es un sistema muy sencillo, cuenta con un piñón derecha o hacía la izquierda sobre un riel dotado de dientes (cremallera). Estos componentes trabajan inmersos en grasa. Por eso es importante revisar el estado de los cauchos retenedores de este lubricante, para evitar que con su escape, se produzcan desgastes en los componentes.
Dirección asistida hidráulicamente Funciona igual para cualquier sistema. Cuenta con un tanque de almacenamiento, que suministra el aceite especial (generalmente Dexron Dexron II o III) a una bomba, que a su vez es accionada por el motor del vehículo mediante una correa proveniente del cigüeñal. Esta bomba acciona un mecanismo hidráulico, que proporciona una fuerza que se
suma al esfuerzo que debe hacer el conductor para mover las llantas. ll antas.
Sistema electrohidráulico: Es similar al anterior, pero la fuerza para accionar la bomba hidráulica la suministra un pequeño motor eléctrico, en lugar del motor del vehículo. Tiene como ventaja que no le quita potencia al motor, motor, lo que convierte a este sistema ideal para ser usado en vehículo de baja cilindrada. Adicionalmente al ser accionada por un motor eléctrico es susceptible de ser informado i nformado por el computador computador,, sobre el comportamiento de la suspensión y la velocidad del vehículo, para ajustar de manera progresiva su dureza.
El conjunto de mecanismos que componen el sistema de dirección tienen la misión de orientar las ruedas delanteras para que el vehículo tome la trayectoria deseada por el conductor. Para que el conductor no tenga que realizar esfuerzo en la orientación de las ruedas (a estas ruedas se las llama "directrices"), el vehículo dispone de un mecanismo desmultiplicador, en los casos simples (coches antiguos), o de servomecanismo de asistencia (en los vehículos actuales).
Características que deben reunir todo sistema dirección Siendo la dirección uno de los órganos mas importantes en el vehículo junto con el sistema de frenos, ya que de estos elementos depende la seguridad de las personas; debe reunir una serie de cualidades que proporcionan al conductor, la seguridad y comodidad necesaria en la conducción. Estas cualidades son las siguientes: Seguridad: depende de la fiabilidad del mecanismo, de la calidad de los materiales empleados y del entretenimiento adecuado. Suavidad: se consigue con un montaje m ontaje preciso, una desmultiplicación adecuada y un perfecto engrase. La dureza en la conducción hace que ésta sea desagradable, a veces difícil y siempre fatigosa. Puede producirse por colocar unos neumáticos inadecuados o mal inflados, por un "avance" o "salida" exagerados, por carga excesiva sobre las ruedas directrices y por estar el eje o el chasis deformado.
Precisión: se consigue haciendo que la dirección no sea muy dura ni muy suave. Si la dirección es muy dura por un excesivo ataque (mal reglaje) o pequeña desmultiplicación (inadecuada), la conducción se hace fatigosa e imprecisa; por el contrario, si es muy suave, por causa de una desmultiplicación grande, el conductor no siente la dirección y el vehículo sigue una trayectoria imprecisa. La falta de precisión puede ser debida a las siguientes causas: - Por excesivo juego en los órganos de dirección. - Por alabeo de las ruedas, que implica una modificación periódica en las cotas de reglaje y que no debe de exceder de 2 a 3 mm. - Por un desgaste desigual en los neumáticos (falso redondeo), que hace ascender a la mangueta en cada vuelta, modificando por tanto las cotas de reglaje. - El desequilibrio de las ruedas, que es el principal causante del shimmy, shimmy, consiste en una serie d e movimientos oscilatorios de las ruedas alrededor de su eje, que se transmite a la dirección, produciendo reacciones de vibración en el volante. - Por la presión inadecuada en los neumáticos, que modifica las cotas de reglaje y que, si no es igual en las dos ruedas, hace que el vehículo se desvíe a un lado. Irreversibilidad: consiste en que el volante debe mandar el giro a l as pero, por el contrario, las oscilaciones que toman estas, debido a las incidencias del terreno, no deben se transmitidas al volante. Esto se consigue dando a los filetes del sin fin la inclinación adecuada, que debe ser relativamente pequeña. Como las trayectorias a recorrer por la ruedas directrices son distintas en una curva (la rueda exterior ha de recorrer un camino mas largo por ser mayor su radio de giro, como se ve en la figura inferior), la orientación que debe darse a cada una distinta también (la exterior debe abrirse mas), y para que ambas sigan la trayectoria deseada, debe cumplirse la condición de que todas las ruedas del vehículo, en cualquier momento de su orientación, sigan trayectorias curvas de un mismo centro O (concéntricas), situado en la prolongación del eje de l as ruedas traseras. Para conseguirlo se disponen los brazos de acoplamiento A y B que mandan la orientación de las ruedas, de manera que en la posición en linea recta, sus prolongaciones se corten en el centro C del puente trasero o muy cerca de este.
Esta solución no es totalmente exacta, sino que existe un cierto error en las trayectorias seguidas por las ruedas si se disponen de la manera reseñada. En la practica se alteran ligeramente las dimensiones y ángulos formados por los brazos de acoplamiento, para conseguir trayectorias lo más exactas posibles. La elasticidad de los neumáticos corrige automáticamente las pequeñas variaciones de trayectoria. Las ruedas traseras siguen la trayectoria curva, como ya se vio, gracias al diferencial (cuando el vehículo tiene tracción trasera), que permite dar a la exterior mayor numero de vueltas que a la
interior; pero como estas ruedas no son orientables y para seguir su trayectoria debe abrirse más la rueda exterior, resulta de ello un cierto resbalamiento en curva, imposible de corregir, que origina una ligera perdida de adherencia, más acusada si el piso está mojado, caso en el que puede producirse el derrape en curvas cerradas tomadas a gran velocidad. Arquitecturas del sistema de dirección En cuanto se refiere a las disposiciones de los mecanismos que componen el sistema de dirección, podemos distinguir dos casos principales: dirección para el eje delantero rígido y dirección para tren delantero de suspensión independiente. Cada uno de estos casos tiene su propia disposición de mecanismos. El sistema de dirección para eje delantero rígido No se usa actualmente por lo que haremos una pequeña reseña sobre el sistema. Se utiliza una barra de acoplamiento única (4) que va unida a los brazos de la rueda (3) y a la palanca de ataque o palanca de mando (2).
El sistema de dirección para tren delantero de suspensión independiente Cuando hay una suspensión independiente para cada rueda delantera, como la separación entre estas varía un poco al salvar las irregularidades de la carretera, se necesita un sistema de dirección que no se vea afectada por estas variaciones y mantenga la dirección de las ruedas siempre en la posición correcta. Un tipo de dirección es el que utiliza una barra de acoplamiento dividida en tres partes (1, partes (1, 2, 3, en la figura inferior). El engranaje (S) hace mover transversalmente el brazo (R) que manda el acoplamiento, a su vez apoyado por la palanca oscilante (O) en la articulación (F) sobre el bastidor. Para transformar el giro del volante de la dirección en el movimiento a un lado u otro del brazo de mando, se emplea el mecanismo contenido en la caja de la dirección, que al mismo tiempo efectúa una desmultiplicación del giro recibido, para permitir al conductor orientar las ruedas con un pequeño esfuerzo realizado en el volante de la dirección. Se llama relación de desmultiplicación, la que existe entre los ángulos de giro del volante y los obtenidos en la orientación de las ruedas. Si en una vuelta completa del volante de la dirección (360º) se consigue una orientación de 20º en las ruedas, se dice que la desmutiplicación es de 360:20 o, lo que es igual 18:1. El valor de esta orientación varia entre 12:1 y 24:1, dependiendo este valor del peso del vehículo que carga sobre las ruedas directrices. Existen varios tipos de mecanismos de la dirección, están los de tornillo sin fin y los de cremallera. Mecanismos de dirección de tornillo sinfín Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda dentada. El tornillo se une al volante mediante la "columna de dirección", y la rueda lo hace al brazo de mando. De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto ángulo, mayor o menor según la reducción
efectuada, por lo que en dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que la aplicada al volante.
En la figura inferior se ha representado el sistema de tornillo y sector dentado, que consiste en un tornillo sinfín (7), al que se une por medio de estrías la columna de la dirección. Dicho sinfín va alojado en una caja (18), en la que se apoya por medio de los cojinetes de rodillos (4). Uno de los extremos del sinfín recibe la tapadera (5), roscada a la caja, con la cual puede reglarse el huelgo longitudinal del sinfín. El otro extremo de éste sobresale por un orificio en la parte opuesta de la carcasa, donde se acopla el reten (20), que impide la salida del aceite contenido en el interior de la caja de la dirección.
Engranando con el sinfín en el interior de la caja de la dirección se encuentra el sector (11), que se apoya en el casquillo de bronce (17) y que por su extremo recibe el brazo de mando (28) en el estriado cónico, al que se acopla y mantiene por medio de la tuerca (30) roscada al mismo eje del sector. Rodeando este mismo eje y alojado en la carcasa se monta el retén (24). El casquillo de bronce (17), donde se aloja el eje del sector, es excéntrico para permitir, mediante el tornillo con excéntrica (10) acercar mas o menos dicho sector el sinfín. con el fin de efectuar el ajuste de ambos a medida que vaya produciendose desgaste. El tornillo de reglaje (10) se fija por medio de la tuerca (8) para impedir que varíe el reglaje una vez efectuado. La posición del casquillo (17) se regula por la colaboración de la chapa (22) y su sujección al tornillo (27). Mecanismo de dirección de cremallera Esta dirección se caracteriza por la sencillez de su mecanismo desmultiplicador y su simplicidad de montaje, al eliminar gran parte de la tiranteria direccional. Va acoplada directamente sobre los
brazos de acoplamiento de las ruedas y tiene un gran rendimiento mecánico. Debido a su precisión en el desplazamiento angular de las ruedas se utiliza mucho en vehículos de turismo, sobre todo en los de motor y tracción delantera, ya que disminuye notablemente los esfuerzos en el volante. Proporciona gran suavidad en los giros y tiene rapidez de recuperación, haciendo que la dirección sea muy estable y segura. El mecanismo esta constituido por una barra (1) tallada en cremallera que se desplaza lateralmente en el interior del cárter. Esta barra es accionada por un piñón helicoidal (2) montado en el árbol del volante y que gira engranado a la cremallera.
En la esquema inferior se ve el despiece del sistema de dirección de cremallera, que consiste en una barra (6), donde hay labrada una cremallera en la que engrana el piñón (9), que se aloja en la caja de dirección (1), apoyado en los cojinetes (10 y 16). El piñón (9) se mantiene en posición por la tuerca (14) y la arandela (13); su reglaje se efectúa quitando o poniendo arandelas (11) hasta que el clip (12) se aloje en su lugar. La cremallera (6) se apoya en la caja de dirección (1) y recibe por sus dos extremos los soportes de la articulación (7), roscado en ella y que se fijan con las contratuercas (8). Aplicado contra la barra de cremallera (6) hay un dispositivo (19), de rectificación automática de la holgura que pueda existir entre la cremallera y el piñón (9). Este dispositivo queda fijado por la contratuerca (20).
Al girar el volante en uno u otro sentido también lo hace la columna de la dirección unida al piñón (9), que gira con ella. El giro de este piñón produce el movimiento de la barra de cremallera (6) hacia uno u otro lado, y mediante los soportes de articulación (7), unidos por unas bielas a los brazos de acoplamiento de las ruedas, se consigue la orientación de estas. Esta unión se efectúa como se ve en la figura inferior, por medio de una rótula (B), que permite el movimiento ascendente y descendente de la rueda, a cuyo brazo de acoplamiento se une. La biela de unión resulta partida y unida por el manguito roscado de reglaje (A), que permite la regulación de la convergencia de las ruedas.
Sistema de reglaje en el mecanismo de cremallera El reglaje para mantener la holgura correcta entre el piñón (1) y la cremallera (2), se realiza por medio de un dispositivo automático instalado en la caja de dirección y que además sirve de guía a
la cremallera. El sistema consiste en un casquillo (3) acoplado a la caja de dirección (4), en cuyo interior se desplaza un empujador (6) y tornillo de reglaje (7), que rosca en una pletina (8) fija con tornillo (9) al casquillo. Una vez graduada la holgura entre el piñón y la cremallera, se bloquea la posición por medio de la contratuerca (10). Existen varios sistemas de reglaje de la holgura piñón cremallera, pero los principales son los representados en las figuras.
Sistemas de montaje Teniendo en cuenta la situación y disposición del motor en el vehículo, así como los otros órganos del mismo con respecto a la caja de la dirección, los fabricantes han adoptado diferentes sistemas de enlace entre la cremallera y los brazos de acoplamiento, adaptados a las características del vehículo. Sistema lineal: el lineal: el mas sencillo de todos ellos es el adaptado en los vehículos Simca y Renault, que consiste en unir directamente la barra de cremallera (2) a los brazos de las ruedas (6) a través de las bieletas o barras de acoplamiento (4). Estas bieletas se unen por un extremo a la cremallera (2) y, y, por el otro, al brazo de acoplamiento (6), por medio de unas rótulas (5); de esta forma se hace regulable la unión con las ruedas. Este sistema, completamente lineal, transmite el movimiento directamente de la cremallera a las ruedas directrices.
Sistema no lineal: el lineal: el fabricante Peugeot utiliza un mecanismo que consiste en unir las ruedas por medio de una barra de acoplamiento (2) en paralelo con la cremallera (1), de lo cual resulta un ensamblaje no lineal, sino paralelo rígido y sin desmultiplicación. La barra (2) se
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desplaza, al mismo tiempo, con la barra de cremallera (1), ya que ambos elementos van unidos por medio de un pivote de acoplamiento o dedo (3). A los extremos de la barra se unen unos pivotes roscados (4) y el guardapolvos (8) que enlazan con las bieletas (6) de acoplamiento a las ruedas.
Columna de la dirección Tanto en el modelo de la figura inferior como en otros, suele ir "partida" y unidas sus mitades por una junta cardánica, que permite desplazar el volante de la dirección a la posición mas adecuada de manejo para el conductor. Desde hace muchos años se montan en la columna dispositivos que permiten ceder al volante (como la junta citada) en caso de choque frontal del vehículo, pues en estos casos hay peligro de incrustarse el volante en el pecho del conductor. Es frecuente utilizar uniones que se rompen al ser sometidas a presión y dispositivos telescopicos o articulaciones angulares que impiden que la presión del impacto se transmita en linea recta a lo largo de la columna.
En la figura inferior se muestra el despiece e implantación de este tipo de dirección sobre el vehículo. La carcasa (Q) o cárter de cremallera se fija al bastidor mediante dos soportes (P) en ambos extremos, de los cuales salen los brazos de acoplamiento o bieletas de dirección (N), que en su unión a la cremallera están protegidas por el capuchón de goma o guardapolvos (O), que preserva de suciedad esta unión. El brazo de acoplamiento dispone de una rótula (M) en su unión
al brazo de mangueta y otra axial en la unión a la cremallera tapada por el fuelle (O). Esta disposición de los brazos de acoplamiento permite un movimiento relativo de los mismos con respecto a la cremallera, con el fin de poder seguir las oscilaciones del sistema de suspensión, sin transmitir reacciones al volante de la dirección.
La columna de la dirección va partida, por las cuestiones de seguridad ya citadas, y para llevar el volante a la posición idónea de conducción. El enlace de ambos tramos se realiza con la junta universal (B) y la unión al eje del piñón de mando (K) se efectúa por interposición de la junta elástica (D). El ataque del piñón sobre la cremallera se logra bajo la presión ejercida por el muelle (S) sobre el pulsador (R), al que aplica contra la barra cremallera de la parte opuesta al engrane del piñón, mientras que el posicionamiento de esté se establece con la interposición de las arandelas de ajuste (H).
Rótulas La rótula es el elemento encargado de conectar los diferentes elementos de la suspensión a las bieletas de mando, permitiendose el movimiento de sus miembros en planos diferentes. La esfera de la rótula va alojada engrasada en casquillos de acero o plásticos pretensados. Un fuelle estanqueizado evita la perdida de lubricante. La esfera interior, macho normalmente, va fija al brazo de mando o a los de acoplamiento y la externa, hembra, encajada en el macho oscila en el la; van engrasadas, unas permanentes herméticas que no requieren mantenimiento, otras abiertas que precisan ajuste y engrase periódico.
2,1. SISTEMA DE DIRECCIÓN La dirección es el conjunto de mecanismos, mediante los cuales pueden orientarse las ruedas directrices de un vehículo a voluntad del conductor. Es el Sistema que permite al conductor de un vehículo dirigirlo sobre la ruta con suficiente exactitud, de acuerdo con la dirección elegida, tanto para seguir cursos curvos, como para evitar a otros vehículos, peatones y objetos estacionarios. Antes que nada tenemos que definir lo que es el sistema de dirección, el mecanismo de dirección en un vehículo se compone de una serie de varillas y engranajes (como se muestra en la imagen que se encuentra del lado izquierdo), que transfieren el movimiento rotatorio del volante en movimiento lineal de las barras de acoplamiento conectadas a los pivotes de dirección en la mangueta de la rueda. La mangueta de dirección pivotea en las rótulas, en un pasador maestro con bujes bujes o en un cojinete superior axial y rótula. Estos puntos puntos de pivote forman lo que se conoce con el nombre de eje de la dirección, que está inclinado con relación a la vertical En dirección ha de reunir una s erie de cualidades que le permitan ser capaz de ofrecer: Seguridad activa a. b. Seguridad pasiva Comodidad c. Suavidad d. Precisión e. Facilidad de manejo f. Estabilidad g. 2.2. EL SISTEMA DE DIRECCIÓN SE COMPONE DE LOS SIGUIENTES ELEMENTOS Fig. 21 y 22.
: Fig. 21
Fig. 22
a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) n) o) p) q)
Rótulas Volante Columna de dirección Brazo auxiliar de dirección Eje brazo superior (trapecio) Barra central de dirección Brazo pitman Eje brazo inferior ( trapecio) Conjunta de barra lateral Extremo interior de barra de acoplamiento Extremó exterior de barra de acoplamiento Cajas de dirección Mecanismo de dirección o varillaje de dirección, tipo paralelogramo Tubo de regulación Engranaje de dirección Biela de dirección Servo Columna de Dirección La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de la colisión con el conductor, en el caso de una caja de dirección. Fig.23.
Fig. 23 La Rótula Rótula de suspensión: es suspensión: es una junta esférica que permite el movimiento vertical y de rotación de las ruedas directrices de la suspensión delantera. Está compuesta básicamente por casquillos de fricción y de perno encerrados en una carcasa. Fig. 24.
Fig. 24
1. Tuerca de fijación Partes: 1, Partes: 1, 2, 2, 3 3
Leer más: http://www http://www.monografias.com/trabajos95/ .monografias.com/trabajos95/sistema-suspension-direccion-y-frenos/sistema-suspensionsistema-suspension-direccion-y-frenos/sistema-suspensiondireccion-y-frenos.shtml#ixzz2a5334sOA Rótula Guardapolvo Segmento superior e inferior (anillo) Lubricante Tapa de cierre Cuerpo 8. Casquillo interior Brazo de suspensión o de control control:: elemento que acopla al resto de los componentes de la suspensión a la carrocería o al chasis del vehículo mediante una junta esférica (rótula o Terminal). Terminal). Rótula de carga: rótula carga: rótula que soporta la fuerza ejercida por el resorte de suspensión o cualquier otro elemento elástico utilizado para sostener el peso de un vehículo. En una suspensión independiente, es el dispositivo que esté montado en el brazo de suspensión que proporcione la reacción al elemento elástico. La rótula elástica puede trabajar a tensión o compresión según el diseño del sistema de suspensión del vehículo. Rótula de fricción o seguidora: Rótula seguidora: Rótula del sistema de suspensión que no soporta cargas verticales, pero ayuda a resistir las cargas horizontales. Siempre está montada en el brazo de suspensión que no reacciona contra el elemento elástico que sostiene al vehículo.En la mayoría de los casos, la rótula de fricción está precargada con un elemento plástico que la capacita para amortiguar la vibración, cargas de choque y facilita la acción giroscópica de la rueda del vehículo.
Clasificación de las rótulas para suspensión
Características Principales de las rótulas Angularidad: Es Angularidad: Es el desplazamiento total del perno dentro del alojamiento de la rótula en un plano que pasa a través del eje de la rótula.
Par de rotación: Es rotación: Es el par necesario para hacer girar el perno sobre su propio eje. Par de abatimiento: Es abatimiento: Es el par necesario para desplazar el perno durante toda su angularidad. Carga de extracción: extracción: Es la fuerza en extracción necesaria para extraer el perno del alojamiento de la carcasa. Engranaje de Dirección El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del volante de dirección a los movimientos los cuales cambian la dirección de rodamiento de los neumáticos. Este también reduce la velocidad del giro del volante de dirección a fin de aligerar la fuerza de operación de la dirección, velocidad incrementando la fuerza de operación y transmitiendo esta a las ruedas delanteras. Fig.25.
Fig. 25
TIPOS DE SISTEMA DE DIRECCIÓN
Mecánicos -cremallera
Hidráulicos
Hidráulico-electrónicos 2.3.1. ENGRANAJE DE DIRECCIÓN DE PIÑÓN – CREMALLERA Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del eje principal enganchan con los dientes que son apoyados en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a un movimiento de izquierda o derecha. Fig.26, 27 y 28. A dirección de cremallera, coma o su nombre indica, está formada por una cremallera c remallera dentada sobre a que engrana un piñón que le transmite o movimiento do volante a través da columna da dirección, transformando ese movimiento rotatorio en movimiento de vaivén mas bielitas que están unidas á cremallera, e de éstas, mediante unas rótulas, más manguetas e de ahí ha rodas.
Fig. 26
Fig. 27
Fig. 28 2.3.2. ENGRANAJE DE DIRECCIÓN DE BOLA RECIRCULANTE El espacio entre el engranaje sin fin en el extremo delantero del eje principal y el engranaje de sector que engancha con este, tiene bolas encajadas que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es transmitida a las ruedas vía esta bolas. La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una barra combinada con brazos. Fig. 29.
Fig. 29 MECANISMO DE DIRECCIÓN DE MOVIMIENTO GIRATORIO. GIRATORIO. Se clasifican en:
Mecanismo de dirección de tornillo y elementos deslizantes.
Mecanismo de dirección por bolas circulantes
Mecanismo de dirección por tornillo sin fin
Mecanismo de dirección por tornillo sin fin y rodillo
Mecanismo de dirección por tornillo sin fin y cremallera
Mecanismo de dirección por tornillo sin fin y dedo de rodamiento. 2.4.1. PARTES DE MECANISMOS DE DIRECCIÓN
Volante: Volante : Permite al conductor orientar las ruedas.
Columna de dirección: dirección: Transmite el movimiento movimiento del volanta a la c aja de engranajes.
Caja de engranajes: engranajes: Sistema de desmultiplicación que minimiza el esfuerzo del conductor.
Brazo de mando: mando : Situado a la salida de la caja de engranajes, manda el movimiento de ésta a los restantes elementos de la dirección.
Biela de dirección: dirección: Transmite el movimiento a la palanca de ataque.
Palanca de ataque: ataque: Está unida solidariamente con el brazo de acoplamiento.
Brazo de acoplamiento: acoplamiento : Recibe el movimiento de la palanca de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas.
Barra de acoplamiento: acoplamiento: Hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo tiempo..
Pivotes: Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, ingresa a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.
Rótulas: Rótulas: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen posible que, aunque estén unidos, se muevan en el sentido conveniente.
Brazo de Pitman y del Brazo Auxiliar. Siempre Auxiliar. Siempre que un vehículo es conducido por las calles de la ciudad o por los accidentados caminos de terracería, el excesivo movimiento en el sistema de dirección y de suspensión pueden causar un inesperado movimiento de los componentes de la dirección esto traerá un mal manejo del vehículo así como el desgaste prematuro de las llantas
POR TORNILLO SIN FIN. En cuyo caso la columna de dirección acaba roscada. Si ésta gira al ser accionada por el volante, mueve un engranaje que arrastra al brazo de mando y a todo el sistema Fig. 30.
Fig. 30 2.6. POR TORNILLO Y PALANCA. PALANCA. En el que la columna también acaba roscada, y por la parte roscada va a moverse un pivote o palanca al que está unido el brazo de mando accionando así todo el sistema Fig. 31..
Fig. 31 2.7. POR CREMALLERA. CREMALLERA. En este sistema, columna acaba en un piñón. Al girar por ser accionado el volante, hace correr u na cremallera dentada unida a la barra de acoplamiento, la cual pone en movimiento todo el sistema Fig. 32.
Fig. 32 2.8. SISTEMA DE DIRECCIÓN HIDRÁULICA. Servo dirección Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve, solamente, un distribuidor, distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con lo que accionado todo el sistema mecánico Fig. 33.
Fig. 33. Vemos Vemos que el conductor sólo ac ciona el distribuidor al mover el volante. Existen vehículos pesados que disponen de dos o más ejes en su parte trasera y también hay con dos en la parte delantera. Para facilitar su conducción, todas las ruedas de los ejes delanteros, son direccionales. Caja de dirección con tornillo sin fin. Cosiste en un tornillo de dirección en el cual se desplaza la tuerca de dirección al girar el volante y tiene los siguientes componentes:
Columna de dirección
Tornillo sin fin
Tuerca
Bolas o balines
Sector
Árbol de salida Bielita desplazable
SISTEMA DE DIRECCIÓN ASISTIDA HIDRÁULICA La necesidad de conseguir un mayor esfuerzo para realizar el giro de las ruedas delanteras se hace notar especialmente en diferentes situaciones:
velocidad reducida
Baja presión de inflado
Ruedas con gran superficie contacto con el suelo
Curvas cerradas
Para ello se hace cada vez más necesario la implantación de sistemas de asistencia hidráulica en la mayoría de los vehículos actuales. Las partes principales que integran básicamente un sistema de dirección asistida son:
La fuente de energía
La válvula de regulación
El cilindro de dirección
SISTEMA DE DIRECCIÓN ELECTRÓNICA O LAS CUATRO RUEDAS (E4 WS) El sistema es guiado electrónicamente a las ruedas E4 WS, es un sistema de dirección que dirige las ruedas traseras en el mismo sentido o en el sentido opuesto en función del ángulo de giro de las dos ruedas delanteras, de la velocidad de giro de la dirección y de la velocidad del vehículo. De esta forma se mejora la estabilidad, manipulación y maniobrabilidad del vehículo a todas las velocidades. Y tiene los siguientes componentes:
El sensor de velocidad
Sensor de giro delantero
Sensor de revoluciones
Sensor auxiliara del ángulo de dirección
Mecanismo posterior de dirección
Sensor de giro posterior
ECU
INCONVENIENTES Y SUS CAUSAS La flojedad de las rótulas es crítica crítica.. Un pequeño desgaste permite que se produzca el contragolpe. Esto da comienzo a un martilleo, que una vez que ha empezado, puede destrozar rápidamente la rótula. Las irregularidades del suelo suelo,, como los efectos generados por las fuerzas de inercia y por las fuerzas centrífugas que actúan sobre un automóvil en funcionamiento generan distintos tipos de oscilaciones. Las fuerzas de inercia en los momentos de aceleración o frenada, generan una oscilación alrededor del eje "Cabeceo". transversal denominada "Cabeceo". Las fuerzas centrífugas generadas al tomar una curva es causa de otro tipo de oscilación alrededor del eje longitudinal del vehículo, denominado "Balanceo". "Balanceo". El tercer tipo de oscilación es el denominado "Shimmy", "Shimmy", conocida vibración producida por el movimiento giratorio de las ruedas directrices, debido al desequilibrio dinámico de las mismas. Esta anomalía, también se da como resultado de una incorrecta alineación de los ángulos de dirección. SÍNTOMAS: Cuando la rótula está desgastada se presentan los siguientes síntomas:
Desviación del vehículo.
Juego excesivo del volante.
Ruidos y vibraciones.
Desgaste de neumáticos. RECOMENDACIONES:
El primer punto para determinar el grado de deterioro de la rótula es una inspección visual y táctil de la situación en la que se encuentran los guardapolvos de las rótulas. En caso de deterioro por grietas o perforación con pérdida de grasa, la rótula debe sustituirse por una nueva inmediatamente.
Inspección de las partes del chasis. Comenzando con una simple revisión puede localizar rápidamente las piezas gastadas o sueltas en el sistema delantero. Para ello debemos descargar el peso del vehículo sobre la rótula, usando un elevador, para que éste sea el que sujete el peso del vehículo. Sólo de esta forma se puede garantizar un buen diagnóstico diagnóstico..
El reemplazo del juego del juego completo, ya que la utilización de componentes con distintos niveles de uso, es uno de los factores que determina muchas veces la disminución del rendimiento.
Alineación de las ruedas de acuerdo acuerdo a las especificaciones del fabricante. fabricante. 2.12. SEGURIDAD ACTIVA Los vehículos tienden a ser cada vez más rápidos, pero también más seguros seguros.. El objetivo es reducir el número de accidentes accidentes en la carretera gracias a un equipamiento específico que confiere estabilidad a los turismos y disminuye el riesgo de colisión. Es lo que se conoce como Seguridad Activa, un término que engloba los dispositivos sobre los que el conductor puede actuar directamente :
Sistema de frenado: frenado: detiene el vehículo y evita el bloqueo de l as ruedas (ABS).
Sistema de suspensión: suspensión: garantiza la estabilidad durante la conducción.
Sistema de dirección: dirección: hace girar las ruedas de acuerdo al giro del volante.
Sistema de climatización: climatización: proporciona la temperatura adecuada durante la marcha.
Neumáticos: Neumáticos: su dibujo dibujo es es garantía de agarre, incluso en situaciones climatológicas adversas.
Sistema de iluminación: iluminación: permite al conductor ver y s er visto.
Motor y caja de cambios: cambios: hacen posible adaptar la velocidad a las c ircunstancias de la carretera.
Sistema de control de estabilidad: estabilidad: evita el vuelco del vehículo gracias al denominado sistema ESP. ESP. 2.3. ALINEAMIENTO DE DIRECCIÓN Para la conducción fiable y segura de un vehículo, éste ha de tener una dirección que reúna las siguientes condiciones:
Semireversible: No debe de volver rápidamente ni ser irreversible. Esto se consigue con el pipo de engranajes.
Progresiva: Significa que si damos al volante una vuelta completa, las rudas girarán más en la segunda media vuelta que en la primera. La progresión constante se conseguirá por el tipo de engranaje y por la inclinación de la barra de acoplamiento.
Estable: Una dirección es estable cuando, en condiciones normales, el vehículo marcha recto con el volante suelto. Esto se consigue con las cotas de la dirección. DETECTA VIBRACIÓN AL MANEJAR, EL AUTO DESVÍA SI LARGA EL VOLANTE O NO RESPONDE CUANDO ENTRA EN LA CURVA?
Si la respuesta es si a estas preguntas, entonces su vehículo tiene un problema y nec esita solución.
Debe revisar las llantas, los sistemas de dirección y suspensión para determinar la causa y corregirla para devolverle la estabilidad a su vehículo.
Si no soluciona el problema, provocará un desgaste excesivo en las llantas y la suspensión, y lo mas crítico es que pondrá en peligro su integridad y la de sus acompañantes.
La alineación mantiene la estabilidad del vehículo y prolonga la vida de sus llantas.
DETECTA VIBRACIÓN AL MANEJAR, EL AUTO DESVÍA SI LARGA EL VOLANTE O NO RESPONDE CUANDO ENTRA EN LA CURVA?
Si la respuesta es si a estas preguntas, entonces su vehículo tiene un problema y necesita solución.
Debe revisar las llantas, los sistemas de dirección y suspensión para determinar la causa y corregirla para devolverle la estabilidad a su vehículo.
Si no soluciona el problema, provocará un desgaste excesivo en las llantas y la suspensión, y lo mas crítico es que pondrá en peligro su integridad y la de sus acompañantes.
La alineación mantiene la estabilidad del vehículo y prolonga la vida de sus llantas. 2.3.3. CASTER ¿CUÁNDO ALINEAR LAS RUEDAS DEL VEHÍCULO? Fig. 34.
Cuando se reemplazan las llantas con otras nuevas.
Cuando las llantas tienen un desgaste irregular.
Cuando se efectúa un mantenimiento en el sistema de dirección o suspensión.
Cuando el vehículo no va en línea recta si larga el volante.
Después de un choque con otro vehículo, con un cordón o bache.
Cuando el vehículo muestra síntomas de mala alineación.
Después de 20,000 km de haber efectuado la última alineación o 1 vez al año.
Fig. 34 Caster Avance Avance (Caster), A veces llamado ángulo de castor. El ángulo de avance es la inclinación de una línea imaginaria del eje donde rota la rueda. Típicamente esto inclina para la parte trasera del auto ( avance negativo). El ángulo de avance negativo crea fuerza que resulta en lo siguiente:
Retorna las ruedas automáticamente a la posición céntrica para que el auto vaya recto después de la
curva. 2.3.4. ¿EN QUÉ CONSISTE LA ALINEACIÓN? En que las llantas trabajen en forma paralela unas de otras y que rueden en el áng ulo correcto. Camber . Es la inclinación de la parte superior hacia fuera o hacia adentro. Cada vehículo tiene sus propios ángulos. Estos ángulos dependen del peso sobre cada una de las llantas delanteras y traseras, diseño y resistencia de muelles, espirales o barras de torque y otros factores. Fig. 35.
Fig. 35 Salida: Se Salida: Se considera la vertical del eje con la prolongación del pivote en sentido transversal. Suele ser de 5º Fig. 36-
Fig. 36 Caída: Se Caída: Se considera la horizontal de la mangueta y la propia mangueta en s entido transversal. Suele ser de 2º Fig. 37.
Fig. 37 Convergencia o divergencia: divergencia: Según el vehículo sea de tracción o propulsión, respectivamente; se considera la mangueta y la prolongación del eje, esto es, que las ruedas no están completamente paralelas en reposo. La diferencia, suele ser de 2 mm. a 3 mm. Fig. 38 y 39.
Fig. 38 Convergencia (Toe), (Toe), a veces llamado Divergencia: La convergencia es la diferencia entre la parte delantera de una llanta y la parte trasera de la misma. Si las llantas están apuntando para adentro, el auto tendrá mayor sobreviraje, mientras apuntando para afuera, tiene menos control y mayor desgaste. Para manejar en líneas rectas, esto debería ser casi cero de diferencia. Cuando se maneja mucho en curvas, se apunta un poco para adentro. Fig. 39.
Fig. 39 La convergencia normalmente es regulada en las ruedas delanteras, pero existen condiciones donde el vehículo sale de escuadra y las llantas traseras no quedan paralelas al chasis. Ciertos vehículos tienen ajustes de esta condición, mientras otros necesitan estirar el chasis con gatas hidráulicas para devolverle el escuadro. El vehículo con su dirección correctamente alineada tendrá su volante centrado y recto, pasará por el mismo arco cuando gira a la derecha o la izquierda, y mostrará control en las curvas sin roncear (mientras la velocidad y la aceleración sean razonables). Además provee mayor vida útil a las llantas, juntas homocinéticas, cremallera, rodamientos, crucetas, muñones, bujes, amortiguadores y demás de más del tren de rodado. Un vehículo está alineado cuando todos los componentes de la suspensión y la dirección (conjunto de llantas y volante) funcionan correctamente. 3.3.5. SÍNTOMAS DE MALA ALINEACIÓN EN EL VEHÍCULO: VEHÍCULO:
Desgaste irregular de los neumáticos, mostrando desgaste excesivo en una banda extrema.
Sensación extraña en la dirección. El volante se siente más duro de lo normal o el vehículo gira más fácil hacia un lado que al otro.
En línea recta el volante no se encuentra en posición correcta, es decir el vehículo va recto pero el volante está girado a un lado.
El vehículo se carga hacia un lado mientras maneja. Aparece una vibración a cierta velocidad, pero se desaparece al ir más lento o más rápido. El vehículo está descuadrado, es decir, las llantas delanteras apuntan en una dirección y las traseras
en otra. El vehículo demuestra sobreviraje o subviraje. LA SEGURIDAD ES LA RAZÓN MÁS IMPORTANTE POR LA CUAL DEBE INSPECCIONAR SU VEHÍCULO. LA SEGURIDAD POR USTED MISMO Y POR P OR LOS DEMÁS USUARIOS DE LA CARRETERA. ¿Por qué se debe inspeccionar?
Un defecto en su vehículo que sea encontrado durante una inspección podría evitarle problemas problemas más adelante. Podría tener una avería en la carretera que le costaría tiempo y dinero dinero,, o aún peor, una colisión provocada por el defecto. Las leyes federales y estatales requieren que los conductores inspeccionen sus vehículos. Los inspectores federales y estatales también pueden inspeccionar su vehículo. Si juzgan que el vehículo es inseguro, lo pondrán "fuera de servicio servicio"" hasta que haya sido reparado. Tipos de Inspección del vehículo Inspección previa al viaje. Una inspección previa a l viaje le ayudará a encontrar problemas que podrían causar una colisión o una avería.
Durante un viaje. Por seguridad usted debería:
Fijarse en los medidores para detectar señales detectar señales de problemas.
Usar sus sentidos para detectar cualquier problema (mire, escuche, huela, to que).
Revise las partes críticas cuando se detiene:
Neumáticos, ruedas y llantas.
Frenos.
Luces y reflectantes.
Frenos y conexiones eléctricas al remolque.
Dispositivos de acoplado del remolque.
Dispositivos para asegurar la carga. Inspección e informe posterior al viaje. Usted viaje. Usted debería hacer una inspección posterior al viaje al final del mismo, del día o del turno de servicio, en cada vehículo con el que haya operado. Dicha inspección puede incluir el tener que completar un informe sobre la condición del vehículo que enumere los problemas que haya encontrado. El informe de inspección ayuda al transportista a saber cuándo el vehículo ne cesita reparaciones. Qué se debe buscar Problemas con los neumáticos.
Demasiada o muy poca presión neumática neumática..
Mal tiempo. Usted necesita al menos 4/32 pulgadas de profundidad en cada estría importante en los neumáticos delanteros. Necesita 2/32 pulgadas en los demás neumáticos. No debería verse ninguna tela a través de las estrías o de las paredes laterales.
Cortes y otros daños.
Separación de la banda de rodadura.
Neumáticos duales que entran en contacto entre s í o con otras partes del vehículo.
Tamaños que no hacen juego.
Neumáticos radiales y bias-ply usados juntos.
Vástagos de válvula cortados o rotos.
Neumáticos con ranuras nuevas, que han sido sellados, en las ruedas delanteras de un autobús. Estos están prohibidos. Problemas con las ruedas y las llantas ll antas
Llantas dañadas.
Herrumbre alrededor de las tuercas de las ruedas, lo cual puede significar que dichas tuercas están flojas. Fíjese si están bien apretadas. Luego que se ha cambiado un neumático, deténgase por un momento un rato después y vuelva a fijarse si las tuercas siguen bien apretadas.
El hecho de que falten abrazaderas, clavos o agarraderas significa peligro.
Las llantas que no hacen juego, que están dobladas o rotas son peligrosas.
Las ruedas o llantas que han sido reparadas con soldaduras no son seguras. Tambores de freno o zapatas en mal estado
Tambores rotos.
Zapatas o pastillas de freno con aceite, grasa o líquido de freno.
Zapatas gastadas, estando peligrosamente finas, faltantes o rotas . Defectos del sistema de dirección
Tuercas, tornillos, chavetas u otras piezas faltantes.
Partes dobladas, sueltas o rotas, tal como el mecanismo de dirección, la caja de cambios, o las varillas de ligaduras.
Si la dirección está equipada con mangueras, bombas y el nivel del fluido; fíjese si hay escapes.
El juego de la dirección de más de 10 grados (aproximadamente dos pulgadas de movimiento en la llanta de un volante de 20 pulgadas ) puede hacer difícil el conducir. 3.4. ALGUNOS GRÁFICOS GRÁFICOS DE DE ALINEAMIENTO DE DIRECCIÓN
Este ángulo es la inclinación de las ruedas hacia adentro o hacia afuera del vehículo.
Cuando la rueda esta inclinada hacia adentro en su parte superior, el camber es negativo y positivo cuando la rueda esta inclinada hacia afuera en su parte superior.
El valor valor correcto correcto depende del diseño del sistema de suspensión. Generalmente el camber ayuda a la estabilidad de la dirección recta y alarga la vida del neumático. El valor del Camber en la rueda izquierda/derecha deberá ser el mismo para evitar tirajes de costados.
Un impropio valor de camber causa seguidamente exceso de desgaste en los costados de los neumáticos.
CASTER Es la inclinación hacia adelante o hacia atrás del cuerpo o brazo de mangueta. El ángulo se mide a través de los puntos superior e inferior de este cuerpo o brazo mangueta.
Es importante que los ángulos de caster sean el mismo en las ruedas delanteras para evitar inestabilidad en la ruta con agujeros o en la frenada.
KING PIN INCLINACIÓN – KPI Este ángulo también es conocido bajo el nombre Swivel Axle Inclination (SAI). El ángulo es determinado mediante la inclinación de la línea o eje que atraviesa los puntos de rótula, hasta la vertical. Los ángulos de pivote, sitúan el punto en que se hace girar la rueda cerca del centro de la huella del neumático, lo que reduce la transmisión de interferencias de la calzada. Al girar la carrocería se eleva, y lo probable es que cuando se suelte el volante, este tenga tendencia a volverse a la posición "recto hacia delante
Radio de giro máximo La distancia entre pivotes (a) que recibe el nombre de vía y la longitud e inclinación de los brazos de acoplamiento en función de la batalla (b) del vehículo, que corresponde a la distancia entre ejes, determinan una de las características de la dirección, como es su radio de giro máximo. Este radio viene determinado de forma que las ruedas puedan girar describiendo un circulo de diámetro cuatro veces mayor que la batalla del vehículo.
El ángulo de viraje (Avi ) para un determinado radio de giro (R), según los triángulos rectángulos 0AB y 0CD de la figura inferior, se obtiene por la función trigonométrica de los ángulos que forman las ruedas en función de la batalla (b) del vehículo y del ancho de vía (a). Teniendo en cuenta que el radio de giro mínimo en los vehículos suele ser aproximadamente el doble de la batalla o distancia entre ejes: R = 2 b. El ángulo de viraje máximo entre las ruedas es:
Geometría de la suspensión y dirección
Leer más: http://www http://www.monografias.com/trabajos9 .monografias.com/trabajos95/sistema-suspension-direccion-y-frenos/sistema-suspension5/sistema-suspension-direccion-y-frenos/sistema-suspensiondireccion-y-frenos2.shtml#ixzz2a53tBQGd
TIPOS DE DIRECCION La dirección asistida La dirección es un mecanismo que nos permite dirigir o direccionar las ruedas del vehículo de acuerdo con la intención del conductor. Todos los sistemas de dirección automotrices utilizan una caja de engranajes (también conocida como “caja o cajetín de dirección”); según el diseño de este sistema se puede clasificar como: tipo “Piñón y Cremallera” y “tipo integral” (también llamado “Tornillo Sin Fin”
entre muchos otros nombres). Ambos sistemas de dirección son sumamente eficientes de acuerdo con su aplicación, el primero es recomendado para vehículos livianos por sus características de precisión, poco peso y diseño de fácil ubicación en compartimientos de motor con poco espacio; el segundo es más recomendado para vehículos pesados así como camiones ya que su construcción es más robusta. Existen muchos factores que intervienen en la resistencia al giro del volante, entre otras la presión de inflado del neumático, área de contacto con el suelo, tipo de neumático, tipo de pavimento, velocidad de desplazamiento del vehículo, etc; sin
embargo, el factor más determinante es el propio peso del vehículo. Uno de los retos del desarrollo automotriz ha sido el de aliviar el esfuerzo requerido para el giro del volante, en pro de la seguridad y comodidad del conductor; inicialmente los sistemas de engranaje utilizaban relaciones altas, sin embargo, como consecuencia se requería dar gran número de vueltas al volante para realizar maniobras como las de una “vuelta en U”, complicando sobre todo la
recuperación del control del vehículo en el momento de acelerar al finalizar la maniobra. En su oportunidad, la ingeniería acudió para resolver este problema a través de un sistema de “Asistencia Hidráulica”, mal llamada en nuestro argot popular como “Dirección Hidráulica” ya que su principio de funcionamiento sigue siendo mecánico, delimitando al sistema hidráulico sólo para asistir al primero. No podemos catalogar los sistemas de Asistencia Hidráulica a la dirección como un invento reciente, sin embargo, se han hecho muy comunes en nuestros días y continúan evolucionando. Entre las últimas modificaciones o mejoras al sistema, encontramos el control electrónico de la presión, lo que permite controlar efectivamente el esfuerzo del conductor en forma variable de acuerdo con los diferentes regímenes de velocidad del automóvil. Aunque aún son pocos los vehículos que controlan la dirección de forma electrónica, debemos suponer que aumentarán de acuerdo con la evolución de los costos a medida que sean incorporados en volumen a los mercados.
Mantenimiento Los sistemas de dirección se consideran de bajo mantenimiento, pero deben ser sometidos a inspecciones periódicas de componentes sometidos a desgastes, tales como juntas de bola (terminales y rótulas), guardapolvos, nivel de fluidos de la bomba, reposición y/o reemplazo del fluido de acuerdo con las recomendaciones del fabricante, mangueras, correas de impulsión de la bomba, etc. Es recomendable la inspección en busca de posibles fugas de fluido que delata el deterioro del sistema. El ruido asociado a las correas del motor al llevar el volante a su tope derecho o izquierdo puede ser indicador de falta de tensión de la correa o que la misma se encuentra dañada. La presencia de ruido en la bomba de dirección puede ser causada por la falta de fluido (utilice sólo el recomendado por el fabricante), también puede evidenciar la obstrucción de alguna manguera o válvula del sistema. DIRECCION HIDRAULICA
La dirección hidráulica es uno de los avances a vances tecnológicos más sustanciales que han ocurrido en la historia automotriz. Su principal virtud es que el conductor no debe realizar una fuerza exagerada sobre el volante, lo que permite reaccionar frente a imprevistos y efectuar con facilidad maniobras a bajas velocidades. El sistema de dirección hidráulica funciona a través de un bomba, que presuriza un fluido líquido y es enviado por tubos y mangueras a la caja de dirección. En su interior, se ubican sellos que al recibir esta presión impulsan a las varillas de acoplamiento, que unen la caja de dirección con las ruedas. Todo Todo esto se activa únicamente cuando el motor del automóvil está encendido. Las direcciones hidráulicas comunes poseen mejor control a la hora de estacionarse ya que no demandan esfuerzo alguno, en cambio a altas velocidades requiere un control mayor del volante. Entonces, el desafío para las firmas fue crear una dirección que se adaptara a las distintas condiciones de manejo. Una de las primeras respuestas a este conflicto son los sistemas de dirección Evo, que significa Dirección de Orificio Electrónicamente Variable. Este sistema disminuye la presión que pasa por la válvula y así se restringe la asistencia al sistema de dirección. Posterior a la incorporación de este sistema, la filial Delphi de GM creó el sistema Magnasteer, incorporado después en la línea Cadillac. El mecanismo ocupa un fuerte campo magnético variable, que se ubica alrededor del mecanismo de dirección. El campo magnético aumentará o disminuirá su fuerza según los requerimientos del conductor y creará una resistencia adecuada al movimiento de la dirección. Así se mejora el control a altas velocidades y durante el tránsito pesado, y el campo magnético disminuirá o desaparecerá de tal forma que la asistencia de la dirección dará suavidad a su operación. El modelo Opel Astra, por ejemplo, posee una bomba movida por
medio de un motor eléctrico y que forma un solo conjunto con la caja de dirección. La ventaja de este sistema es que no necesita tubos o mangueras tan largos. Además, la asistencia crece en la dirección hidráulica.
Hidráulica Las direcciones hidráulicas fueron de los primeros modelos de dirección asistida que se utilizaron junto con las de vacío. Pero Pero las primeras terminaron por imponerse. Son las más habituales en toda clase de vehículos aunque están siendo sustituidas por las electro-hidráulicas y eléctricas. De forma que apenas se montan en los nuevos modelos. La dirección hidráulica utiliza energía hidráulica para generar la asistencia. Para ello utiliza una bomba hidráulica conectada al motor. Lo habitual es que esté acoplada directamente mediante una correa. El funcionamiento puede variar dependiendo del fabri cante, pero el modelo más general aprovecha la propia cremallera propia cremallera como pistón como pistón hidráulico para generar la asistencia. De esta forma, cuando el conductor gira el volante el sensor hidráulico permite el paso del fluido hacia uno de los lados del pistón, aumentando la presión en ese lado y haciendo que la cremallera se desplace axialmente hacia el lado al que el conductor gira el volante. Una vez que el conductor deja de girar el volante la presión se iguala y la cremallera queda en su posición original.
Electro-hidráulica La electro-hidraulica es el sistema electrizado con aceite; detenidamente. Para esto es necesario aceite y no agua; si usas agua no es electro-hidráulica (obviamente hablando), pero si es neumática, tu tranquilo. La dirección electro-hidráulica o EHPS (Electro-Hydraulic Powered Steering) es una evolución de la dirección hidráulica. En vez de utilizar una bomba hidráulica conectada al motor utiliza un motor eléctrico para mover la bomba hidráulica. Su principal ventaja es que al no estar conectada al motor del vehículo evita los problemas mecánicos asociados a una transmisión por correa. Además reduce el consumo de combustible. En este caso la bomba hidráulica sólo funciona cuando y al ritmo que se necesita para operar la dirección. La alimentación del motor que mueve la bomba se hace a través de la batería. Estas ventajas frente a las hidráulicas ha hecho que las direcciones electro-hidráulicas hayan ido sustiyendo a las hidráulicas progresivamente. El funcionamiento de una dirección electro-hidráulica es similar al de una hidráulica.
Eléctrica Las direcciones eléctricas o EPS (Electrical Powered Steering) son el tipo más reciente de dirección asistida. Su nombre se debe a que utilizan un motor eléctrico para generar la asistencia en la dirección. Su ventaja frente a las hidráulicas y electro-hidráulicas es que, al no utilizar energia hidráulica son más ligeras y simples al eliminar la instalación y bomba hidráulica. :
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CRONOGRAMA PERIODO 1-13-14 SEMESTRE: 3° MÓDULO:
Mantenimiento de sistemas de dirección.
DOCENTE: RUBRICA DE LAS ACTIVIDADES Y RESULTADOS DE
ACTIVIDADES Y EVIDENCIAS
EVIDENCIAS A
APRENDIZAJE
A ENTREGAR
ENTREGAR EN PORTAFOLIO DE
FECHA DE ENTREGA
EVIDENCIAS
1. Elabora un cuadro comparativo de 1. Entregar en hojas 1.1 Identifica el funlas características técnicas de los blancas el cuadro cionamiento y caracte- diversos tipos de direcciones, comparativo para ir rísticas de los diferen- indicando sus ventajas y desventajas. formando el portafolio tes tipos de sistemas de evidencias. de dirección, de acuerdo al manual del 2. En hojas blancas, fabricante. 2. Reportes de prácticas de todas las practicas 10 horas correspondientes al resultado de que se realicen para aprendizaje 1.1 el resultado de aprendizaje 1.1
1.2 Emite el diagnóstico de fallas del sistema de dirección y sus componentes, verificando su funcionamiento de acuerdo al manual de especificaciones. 18 horas
2.1 Realiza el mantenimiento al sistema de dirección, de acuerdo al diagnósti-
1. Elabora en hojas 1. Elabora el diagnóstico de fallas del blancas un diagnostico de fallas sistema de dirección, a partir de la de la dirección de un revisión y la identificación del estado automóvil, todas las de sus componentes. fallas que pueda ocasionar la dirección con imágenes. 2. En hojas blancas todos los reportes de 2.Reportes de las practicas prácticas que se correspondientes al resultado de realicen en el aprendizaje 1.2 resultado de aprendizaje 1.2 1. Realiza la reparación del sistema de dirección de un vehículo, de acuerdo con el diagnóstico de fallas emitido en la actividad 1.2.
1. procedimiento de reparación por componente en hojas blancas, con imágenes.
30/08/2013
30/08/2013
27/09/2013
27/09/2013
08/11/2013
co de fallas. 26 horas
2.2 Verifica el funcionamiento funcionamiento del sistema de dirección, corrigiendo los parámetros de operación de acuerdo al manual de especificaciones. 18 horas
2.Reportes de prácticas correspondientes al resultado de aprendizaje 2.1
1. Verifica el funcionamiento del sistema de dirección, realizando los ajustes a los parámetros de operación establecidos en el manual de especificaciones del fabricante. 2. Consultar manuales del fabricante para los sistemas de dirección
3. Reportes de prácticas correspondientes al resultado de aprendizaje 2.2
2. En hojas blancas realiza todos los reportes de prácticas del resultado de aprendizaje 2.1 1. Ver videos en internet del funcionamiento del sistema de dirección y hacer un resumen en hojas blancas de dos cuartillas. 2. En hojas blancas escribe las especificaciones técnicas de componentes de la direccion de un automóvil.
08/11/2013
11/12/2013
3.En las hojas blancas realiza todos los reporte de prácticas 11/012/2013 correspondientes al resultado de aprendizaje 2.2
PORTAFOLIO PORTAFOLIO DE DE EVIDENCIA FINAL
17/12/2013
