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I. INTRODUCCION. La misión de la dirección dirección es orientar orientar las ruedas para que el vehículo vehículo siga la trayectoria deseada.
II. OB OBJE JET TIVO IVOS.
Aprender los conceptos básicos y características del sistema de dirección, así como sus partes principales. Desarmar y manipular las partes de un sistema direccional. Conocer la importancia y uncionamiento de las partes y los cuidados que se deben tener con un sistema de dirección. !nvestigar lo reerente acerca del sistema de dirección, di rección, tipos y cuidados.
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III. MARCO MARCO TEÓRIC TEÓRICO. O. Principio de funcionamieno. funcionamieno.
Relación de esfuerzos a transmitir: el transmitir: el par de giro es el producto de la uer"a por el radio. #or tanto la desmultiplicación está en unción de los diám diámet etro ross del del vola volant nte e y el pi$ó pi$ón n de direc direcci ción ón.. La Lass uer" uer"as as aplicadas y obtenidas son inversamente proporcionales a los radios de giro.
Relación de transmisión. está transmisión. está determinada por la relación que e%iste entre el ángulo descrito por el volante y el ángulo obtenido en las ruedas.
Caracer!"ica" #ue de$en reunir odo "i"ema direcci%n.
&iend &iendo o la dire direcc cció ión n uno uno de los los órga órgano noss más impo importa rtant ntes es en el vehículo 'unto con el sistema de renos, ya que de estos elementos depende la seguridad de las personas( debe reunir una serie de cualidades que proporcionan al conductor, la seguridad y comodidad necesaria en la conducción. )stas cualidades son las siguientes*
&eguridad* depende de la +abilidad del mecanismo, de la calidad de los materiales empleados y del entretenimiento adecuado.
&uavidad* se consigue con un monta'e preciso, una desmultiplicación adecuada y un perecto engrase. La dure"a en la conducción hace que sta sea desagradable, a veces diícil y siempre atigosa. #uede producirse por colocar un neumático inadecuado o mal in-ado, por un avance o salida e%agerados, por carga e%cesiva sobre las ruedas directrices y por estar el e'e o el chasis deormado.
#recisión* se consigue haciendo que la dirección no sea muy dura ni muy suave. &i la dirección es muy dura por un e%cesivo ataque /mal regla'e0 o peque$a desmultiplicación /inadecuada0, la conducción se hace atigosa e imprecisa( por el contrario, si es muy suave, por causa de una desmultiplicación grande, el conductor no siente la
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dirección y el vehículo sigue una trayectoria imprecisa. La alta de precisión puede ser debida a las siguientes causas* • •
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#or e%cesivo 'uego en los órganos de dirección. #or alabeo de las ruedas, que implica una modi+cación periódica en las cotas de regla'e y que no debe de e%ceder de 6 a 7 mm. #or un desgaste desigual en los neumáticos /also redondeo0, que hace ascender a la mangueta en cada vuelta, modi+cando por tanto las cotas de regla'e. )l desequilibrio de las ruedas, que es el principal causante del shimmy, consiste en una serie de movimientos oscilatorios de las ruedas alrededor de su e'e, que se transmite a la dirección, produciendo reacciones de vibración en el volante. #or la presión inadecuada en los neumáticos, que modi+ca las cotas de regla'e y que, si no es igual en las dos ruedas, hace que el vehículo se desvíe a un lado.
!rreversibilidad* 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. )sto se consigue dando a los +letes del sin +n la inclinación adecuada, que debe ser relativamente peque$a.
E*emeno" de *a direcci%n.
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Volante: dise$ado con una orma ergonómica, con la +nalidad de obtener más acilidad en el mane'o y mayor comodidad. &u misión es reducir el esuer"o que el conductor aplica sobre las ruedas. 8eneralmente tiene 7 bra"os para incorporar el dispositivo de seguridad pasiva, el airbag. Columna de dirección: constituida por un árbol articulado que une el mecanismo de dirección con el volante. La columna de dirección tiene una gran in-uencia en la seguridad pasiva, pues se tratan de columnas retractiles ormadas por dos o tres tramos con el +n de colapsarse y no producir da$os al conductor en caso de colisión. Los tramos están unidos mediante 'untas cardan. #ermite la regulación del volante en altura y proundidad.
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Caja de dirección: recibe el movimiento giratorio del volante por la columna y lo transorma en un movimiento rectilíneo y transversal al vehículo. A travs de las barras articuladas con rotulas, la ca'a transmite el movimiento a las bieletas que hace girar las ruedas alrededor del e'e del pivote. 9ay ca'a de tornillo sin +n y de cremallera. Tiranteria de la dirección tornillo sinfín: Palanca de mando: va unida a la ca'a de dirección. 3ecibe el o movimiento rotativo de la ca'a para transmitirlo en movimiento angular a la barra de mando. Barra de mando: el movimiento direccional se transmite de la o barra de mando a las barras de acoplamiento o ataca directamente sobre los bra"os de acoplamiento. o Brazos de acoplamiento: transmiten a las ruedas el movimiento de la ca'a. Barras de acoplamiento: bieletas de dirección. 3eali"an la unión o de las dos ruedas, para que el movimiento sea simultáneo y con'ugado. &obre ellas se reali"a la regulación de la convergencia de las ruedas. Rotulas: constituidas por un mu$ón cónico en cuyos e%tremos o tiene la unión roscada que permite el desmonta'e y por otro la bola que reali"a la unión elástica. La misión de la rótula es reali"ar la unión elástica entre la ca'a de la dirección y los bra"os de acoplamiento de las ruedas.
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Tiranteria de la dirección de cremallera: este tipo de dirección consta de menos iranteria, pues la cremallera tiene gran longitud( por lo que solo es necesaria la utili"ación de bieletas para la unión a la rueda por medio de rotulas. La regulación de la convergencia se reali"a sobre las bieletas.
Tipo" de direcci%n. a. Cremallera: Cremallera: se caracteri"a por su mecanismo des multiplicador /pi$ón y cremallera0 y su sencille" de monta'e. )stá constituida por una barra en la que hay tallada un dentado, que se despla"a lateralmente en el interior de un carter apoyada sobre casquillos de bronce. )sta accionada por el pi$ón, montado en la columna de la dirección. )s la más utili"ada en turismos por que disminuye los esuer"os del volante. )s suave en giros y tiene rapide" de recuperación, resultando una dirección estable y segura.
Cremallera de relación variable: en las direcciones de cremallera de relación constante se reali"a el mismo esuer"o sobre el volante. La principal característica de las cremallera de relación variable es que tienen el modulo variable y el angulo de presión variable. )sto permite* una relación corta ideal para la conducción en línea recta, y el modulo se reduce progresivamente cuando la cremallera se despla"a hacia los e%tremos reduciendo así el esuer"o de maniobrabilidad.
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b. Tornillo sin n: )stá basado en un tornillo sinín. )ste puede ser cilíndrico o globoide. )sta unido a la columna para transmitir el movimiento de rotación a un dispositivo de traslación, encargados de transmitir el movimiento a la palanca de ataque y esta a su ve" a las barras.
Tornillo sin n sector dentado* ormado por un sinín cilíndrico, apoyado sobre co'inetes de rodillos cónicos. )l movimiento se transmite a la palanca de mando a travs de un sector dentado.
Tornillo sinfín rodillo: ormado por un sinín globoide apoyado en co'inetes cónicos. :n rodillo está apoyado en el sinín, que al girar despla"a lateralmente el rodillo produciendo un movimiento angular en la palanca de mando.
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Tornillo sin n dedo: ormado por un sinín cilíndrico y un dedo o tetón. Al girar el sinín, el dedo se despla"a sobre las ranuras transmitiendo un movimiento oscilante a la palanca de mando.
Tornillo sinfín tuerca: ormado por un sinín cilíndrico y una tuerca. Al girar el sinín produce un despla"amiento longitudinal de la tuerca, este es transmitido a la palanca de mando unida a la tuerca.
Tornillo sinfín tuerca con bolas: consiste en intercalar unas bolas entre el sinín y la tuerca. )sta a su ve" dispone de una cremallera e%terior que transmite el movimiento a un sector dentado, que transmite el movimiento a la palanca de mando.
Orienaci%n de *a" rueda" ra"era". &!&)2A D) D!3)CC!45
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La orientación de las ruedas traseras se consigue en vehículos equipados con suspensiones multibra"o y ruedas tiradas mediante e'e autodireccional. La +nalidad es conseguir mayor estabilidad en el tra"ado de la curva. )stos sistemas permiten en la curva poder girar un peque$o angulo las ruedas traseras en el mismo sentido que las delanteras. odo ello contribuye a una mayor estabilidad y mayor seguridad. Las ruedas traseras pueden ser orientadas de orma pasiva y activa. a. !orma pasiva. Las ruedas traseras se orientan de orma pasiva por las solicitaciones del pavimento sin intervención del conductor. )stas solicitaciones aparecen por las aceleraciones transversales en las curvas y a las condiciones de adherencia al suelo. )ste eecto se consigue mediante los elementos de suspensión. &uspensión multibra"o( la deormación de las articulaciones y los peque$os giros de los bra"os producidos por los esuer"os que es sometida la suspensión, induce ángulos de caída y convergencia en las ruedas consiguiendo un eecto directri" al tomar la curva. )l e'e autodireccional permite orientar las ruedas de orma conveniente pero pasiva en las curvas. )ste sistema mantiene la caída de la rueda y el ancho de vía, por lo que se orienta no son las ruedas sino el tren trasero. )sto se consigue con las uniones del e'e al bastidor mediante soportes elásticos, y cuando el vehículo toma una curva la unión elástica se deorma de tal orma que todo el tren gira un peque$o ángulo de 1; o 6;. b. !orma activa. )n los vehículos con dirección total, el eecto director del tren trasero es una respuesta activa. )ste sistema es independiente y no está acoplado a la suspensión, se consigue mediante un mecanismo de dirección en el e'e trasero. )ste sistema proporciona al vehículo una disminución de ángulo de giro peor aumenta la maniobrabilidad a ba'as velocidades. Comportamiento de cada e'e* •
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Las ruedas delanteras tienen una relación proporcional entre el giro del volante y el de las ruedas. Las ruedas traseras se giran en paralelo hasta 1<=; que corresponde a un giro de 16>; del volante, a partir de este giro vuelven progresivamente a la posición de línea recta.
Direcci%n A"i"ida.
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección simple, un circuito de asistencia llamado servo?mando. )ste circuito puede ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una bomba de vacío, la uer"a hidráulica proporcionada por una bomba hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que &!&)2A D) D!3)CC!45
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tambin sirve para accionar los renos y tambin @ltimamente asistido por un motor elctrico /dirección elctrica0.
)l más usado hasta ahora es el de mando hidráulico /aunque actualmente los sistemas de dirección con asistencia elctrica le están comiendo terreno0 del que se muestra el esquema básico en la +gura inerior. #uede verse en ella que el volante de la dirección acciona un pi$ón, que a su ve" mueve una cremallera como en una dirección normal de este tipo( pero unido a esta cremallera se encuentra un pistón alo'ado en el interior de un cilindro de manera que a una u otra de las caras puede llegar el líquido a presión desde una válvula distribuidora, que a su ve" lo recibe de un depósito, en el que se mantiene almacenado a una presión determinada, que proporciona una bomba y se conserva dentro de unos límites por una válvula de descarga.
Vena+a" e incon,eniene" de *a "er,o direcci%n. &!&)2A D) D!3)CC!45
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". Ventajas.
3educen el esuer"o en el volante, con menor atiga para el conductor, venta'a muy conveniente en los largos recorridos o para las maniobras en ciudad.
#ermiten acoplar una dirección más directa( es decir, con una menor reducción con lo que se obtiene una mayor rapide" de giro en las ruedas. )sto resulta especialmente adecuado en los camiones y autocares.
)n el caso de reventón del neumático, e%traordinariamente grave en las ruedas directrices, estos mecanismos corrigen instantáneamente la dirección, actuando automáticamente sobre las ruedas en sentido contrario al que el neumático reventado haría girar al vehículo.
5o presentan complicaciones en el monta'e, son de ácil aplicación a cualquier vehículo y no aectan a la geometría de la dirección.
#ermiten reali"ar las maniobras más delicadas y sensibles que el conductor precise, desde la posición de paro a la má%ima velocidad. La capacidad de retorno de las ruedas, al +nal del vira'e, es como la de un vehículo sin servo dirección.
)n caso de avería en el circuito de asistencia, el conductor puede continuar conduciendo en las mismas condiciones de un vehículo sin servo dirección, ya que las ruedas contin@an unidas mecánicamente al volante aunque, naturalmente, tenga que reali"ar mayor esuer"o en el mismo.
. #nconvenientes. Los inconvenientes de estos mecanismos con respecto a las direcciones simples con prácticamente nulos ya que, debido a su simplicidad y robuste", no requieren un entretenimiento especial y no tienen prácticamente averías. #or tanto los @nicos inconvenientes a destacar son* o
o
:n costo más elevado en las reparaciones, ya que requieren mano de obra especiali"ada. )l costo más elevado de este mecanismo y su adaptación inicial en el vehículo, con respecto a la dirección simple.
'eomer!a de *a direcci%n. &!&)2A D) D!3)CC!45
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A. $n%ulo de avance del pivote: es el ángulo comprendido entre el e'e del pivote y la vertical, visto de lateral y conociendo el sentido de la marcha. )l ángulo puede ser positivo o negativo( es positivo cuando el e'e del pivote corta por delante del apoyo de rueda y negativo cuando corta por detrás. )l eecto de avance aumenta en las ruedas directrices y disminuye en las directrices motrices. Balores entre =;? 1; en ruedas directrices( y entre ;?7; en directrices motrices. unciones* 2antener la dirección estable y precisa, con un eecto direccionable o autocentrado. avorecer la reversibilidad para que las ruedas se posicionen rectas tras una curva. )vitar vibraciones en las ruedas y la repercusión en la dirección. −
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!n-uencias* el ángulo incorrecto o repartido de orma desigual entre ambas ruedas provoca la desviación del vehículo de su trayectoria hacia el lado donde el avance sea menor.
&íntomas del ángulo de avance en mal estado* Engulo de avance insu+ciente, provoca poca reversibilidad y dirección poco estable. Engulo de avance e%cesivo, provoca una dirección muy reversible y dura e inestable en los vira'es. −
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. $n%ulo de caída de la rueda: es el ángulo ormado por el e'e de inclinación de la rueda con la vertical, visto desde una posición rontal. )s el ángulo comprendido entre la hori"ontal y el e'e de inclinación de la mangueta. La caída es positiva, cuando las ruedas convergen hacia aba'o( y negativa, cuando convergen hacia arriba. &!&)2A D) D!3)CC!45
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Balores del ángulo entre ; y 6;.
!unciones: Compensa la deormación por -e%ión del tren delantero. 3eparto de cargas sobre el e'e de mangueta. )vita el desgaste de neumáticos y rodamientos. 3educe el esuer"o de giro del volante. −
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#n&uencia: un ángulo de caída uera de tolerancia o mal regulado provoca que el vehículo se desvi de su trayectoria hacia el lado de mayor ángulo de caída, la conducción se hace peligrosa y hay un desgaste rápido de neumáticos. Con una dierencia mayor de 1; se produce el desvío. 'íntomas de un mal (n%ulo de caída de la rueda: Desgaste anormal y rápido del neumático. anda de rodadura desgastada de orma creciente de un lado a otro. :n e%ceso de caída negativa, provoca el desgaste de los neumáticos en la parte interior de la banda de rodadura. :n e%ceso de caída positiva, provoca un desgaste en la parte e%terior de la banda de rodadura. − −
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C. $n%ulo de salida del pivote: es el ángulo ormado por la inclinación del pivote y el e'e vertical visto de rente. !unciones: 3educir el esuer"o para orientar las ruedas. Disminuir el ángulo de caída, para me'orar el desgaste de los neumáticos. avorecer la reversibilidad de la dirección.
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#n&uencia: este ángulo incide sobre el de caída, por tanto un mal regla'e de la salida provocaría degaste en los neumáticos y desvíos con una conducción peligrosa.
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'íntomas: Desgaste anormal y rápido de los neumáticos. anda de rodadura desgastada de orma creciente de un lado a otro. :n e%ceso de salida, provoca dure"a en la dirección y retorno a la línea recta brusca. :na escasa salida, provoca reacciones en la dirección antes esuer"os laterales, dirección suave y poca reversibilidad. − −
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D. Conver%encia: determina el paralelismo entre los e'es longitudinales de la rueda visto el vehículo desde arriba y en sentido de marcha. !unción: permitir %irar las ruedas de cada eje paralelas entre si evitar )ue las ruedas derrapen. &e e%presa en mm por la dierencia obtenida entre las distancias de la parte delantera y trasera de la rueda. Balores de entre ?=mm. &e denomina convergencia cuando la prolongación de los e'es longitudinales de las ruedas se corta por delante( y se denomina convergencia negativa o divergencia cuando la prolongación de los e'es longitudinales de las ruedas se corta por detrás.
*fectos din(micos de la conver%encia: en las ruedas no motrices, durante el roda'e se produce una apertura de las ruedas por tanto hay que darles un cierre o convergencia( en cambio en las ruedas motrices durante el roda'e se da un cierre de estas, y en este caso habría que darles una apertura o divergencia. #n&uencia de un mal re%laje de paralelismo: un e%ceso de divergencia provoca en la banda de rodadura rebabas de uera hacia dentro además de un desgaste e%cesivo en el borde interior. F un e%ceso de convergencia provoca en la banda de rodadura rebabas de dentro hacia uera y un desgaste e%cesivo en el borde e%terior.
&íntomas de un mal regla'e del paralelismo* :n e%ceso de divergencia provoca un desgaste en el borde interior. :n e%ceso de convergencia provoca un desgaste en el borde e%terior. ). $n%ulo incluido: es el ángulo ormado por los ángulos de salida y caída. !unciones:
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3educe los eectos de reacción del suelo sobre la rueda. Disminuye el desgaste de rotulas y rodamientos de la mangueta. Aplica los pesos sobre el rodamiento interior del bu'e. #n&uencia: determina el radio de giro. )ste puede ser positivo, cuando el e'e del pivote y el e'e de la rueda se cortan por deba'o del suelo( y negativo cuando se cortan por encima del suelo. )l radio de giro determina el esuer"o a reali"ar sobre la dirección. . Cotas conju%adas: están ormadas por el ángulo incluido y el ángulo de avance. +. ,tras cotas: Batalla: es la distancia que e%iste entre el e'e delantero y el e'e trasero. "nc-o de vía: es la distancia entre el centro de la rueda derecha con el centro de la rueda i"quierda. "siento del ve-ículo: posición del vehículo sobre el suelo. − −
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IV. PARTE E-PERIMENTA&. 1. Al principio de la clase se e%plicó con un modelo de dirección en la mesa y se e%plicó poco a poco lo que consistía el sistema de dirección. 6. &e procedió a mostrarnos dierentes sistemas de dirección, así como sus partes de cada uno y el uncionamiento en con'unto de todo el sistema, viendo como 'uegan las partes, cremalleras, palanca, tornillos sin +n, etc.
7. Luego se nos hi"o entrega de 6 dierentes mecanismos de dirección y de una ca'a de dirección para proceder a su desarme de cada uno. &e nos dividió en para reali"ar el desarme respectivo.
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G. A continuación, se nos dio las herramientas para reali"ar el traba'o. Así como algunas indicaciones para desarmar correctamente el direccional.
=. #rimero se procede a sacar los tornillos y contratuercas respectivas de cada sistema, así como el sello de aceite si es que hubiera. H. #rocedemos a retirar las guías de cremallera y resortes correspondientes. /&e aconse'a marcar en qu lado se encuentran las tapas. )n el momento de ensamblar se requiere reali"ar peque$os golpes. •
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>. #rocedemos a retirar el e'e pi$ón. I. Desmonta'e de la cremallera. #rocedemos a retirar el casquillo de la envoltura de cremallera. A su ve" retiramos la cremallera 'alando del otro lado. •
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J. Despus de desmontar la ca'a de dirección en donde se encuentra el tornillo sin +n, tambin reali"amos los desmonta'es de los mecanismos por cremallera y el de palanca.
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1.Dentro de la ca'a de dirección procedemos a ver la parte interna y entender el mecanismo. #ara sacar las billas se saca una por la parte de los ori+cios. •
11.:na ve" desarmados los materiales de traba'o, el docente procedió a dar una breve e%plicación.
16.inalmente se vuelve a ensamblar los tres sistemas.
V. CONC&USIONES. •
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)l sistema de dirección es el responsable de convertir cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas delanteras, con precisión y suavidad a voluntad del conductor )l sistema de dirección de los dierentes vehículos varía ampliamente su dise$o, pero uncionalmente son similares. La clasi+cación habitual de los sistemas de dirección se re+ere undamentalmente a la con+guración de la ca'a de dirección. Durante las renadas el dise$o del sistema de dirección 'uega un papel importante en la respuesta direccional. Concretamente, tiene
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una in-uencia directa en la estabilidad y en la resistencia a desequilibrios en la renada. La geometría de la dirección aecta a las uer"as y momentos de reacción sobre el sistema de dirección, que aectan a su uncionamiento global.
VI. BIB&IO'RA(A. https*KKes.scribd.comKdocKHH=1H=>IKD!3)CC!5?A&!&!DA https*KKes.scribd.comKdocK7G116111K&istema?de?direccion https*KKes.scribd.comKdocK167H=6HJHKD!3)CC!5?F?&:&#)5&!5? pd https*KKes.scribd.comKdocK1761H7K2A1=?&istema?de?direccion http*KKmecanicayautomocion.blogspot.peK6JK7Kmecanica?del? automovil.html https*KKes.scribd.comKdocK7G116=>KDireccion?asistida http*KKumh1>JH.edu.umh.esKMp? contentKuploadsKsitesK6>6K617K6Ksistema?de?direccion? te%to1.pd . • • •
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