SISTEMA DE DIRECCIÓN

A fin de asegurar seguridad y facilidad en el mando el sistema de dirección debe mantenerse en buen estado. Con el tiempo, los extremos de la rarillas de dirección, las rótulas, el brazo loco, la banda de la dirección hidráulica y el mecanismo de la dirección puede desgastarse la grado que pueden causar problemas o incluso averías completas de la dirección. Este se ocupa de los problemas del sistema de dirección, su diagnostico y reparación. El sistema de dirección consiste en el volante de dirección y la unidad de la columna de dirección, que transmite la fuerza de dirección del conductor al engranaje de dirección; la unidad del engranaje de dirección, que lleva a cabo la reducción de velocidad del giro del volante de dirección, transmitiendo una gran fuerza a la conexión de dirección; y la conexión de dirección que transmite los movimientos del engranaje de dirección a las ruedas delanteras:

La alineación de la ruedas del automóvil incluye medir y ajustar los ángulo de alineación de las cuatro ruedas para colocarlas en correcta alineación en relación con el bastidor del vehículo. Las ruedas correctamente alineadas proporcionan máxima duración de las llantas, facilidad de manejo, buena economía de combustible y seguridad de manejo. Es necesario un buen conocimiento de los sistemas de suspensión, dirección, ruedas y sistema de frenos para estar en condiciones de llevar a cabo un buen trabajo de alineación en este capitulo se Andizan también los principios de alineación de la ruedas, los problemas relacionados con lss misma y los procedimientos de alineación correspondiente.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE.

Al concluir el estudio este capitulo, usted estará capacitado para:

• Describir los problemas comunes del sistema de dirección
• Describir principios de alineación
• Describir los seis ángulos de alineación de las ruedas
• Describir los efectos del ángulo incorrectos en la alineación de las ruedas
• Describir problemas básicos de dirección y de alineación de las ruedas
• Conocer el equipo básico de alineación de ruedas
• Llevar a cabo verificaciones de prealineación de vehículos.
• Describir y llevar a cabo procedimientos de alineación de ruedas.
• Diagnosticar, da servicio y reparar problemas del sistema de dirección mecánica, hidráulica y electrónica.

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  o en un cojinete superior axial y rótula. Estos 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 serie de cualidades que le permitan ser capaz de ofrecer:

• Seguridad activa
• Seguridad pasiva
• Comodidad
• Suavidad
• Precisión
• Facilidad de manejo
• Estabilidad

2.2. EL SISTEMA DE DIRECCIÓN SE COMPONE DE LOS SIGUIENTES ELEMENTOS Fig. 21 y 22.

:

Fig. 21

Fig. 22

• 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 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

2. Rótula

3. Guardapolvo

4. Segmento superior e inferior (anillo)

5. Lubricante

6. Tapa de cierre

7. Cuerpo

8. Casquillo interior

Brazo de suspensión o de 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).

Rótula de 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 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 laacción giroscópica de la rueda del vehículo.

Clasificación de las rótulas para suspensión

Características Principales de las rótulas

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 el par necesario para hacer girar el perno sobre su propio eje.

Par de abatimiento: Es el par necesario para desplazar el perno durante toda su angularidad.

Carga de 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, 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 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.

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: Permite al conductor orientar las ruedas.
• Columna de dirección: Transmite el movimiento del volanta a la caja de engranajes.
• Caja de engranajes: Sistema de desmultiplicación que minimiza el esfuerzo del conductor.
• Brazo de 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: Transmite el movimiento a la palanca de ataque.
• Palanca de ataque: Está unida solidariamente con el brazo de acoplamiento.
• Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas.
• Barra de acoplamiento: Hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo.
• Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, ingresa a las manguetas hacia el lugar deseado.
• Manguetas: Sujetan la rueda.
• Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.
• 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 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.

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.

En este sistema, columna acaba en un piñón. Al girar por ser accionado el volante, hace correr una cremallera dentada unida a la barra de acoplamiento, la cual pone en movimiento todo el sistema Fig. 32.

Fig. 32