La direccion esta formada por un volante unido a un extremo de la columna de direccion. Esta a su vez se une por el otro extremo al mecanismo de direccion alojado en su propia caja.
Su mision consiste en dirigir la orientacion de las ruedas, para que el vehiculo tome la trayectoria deseada. Para ello utiliza una serie de elementos que transmiten el movimiento desde el volante hasta las ruedas.
1.1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
- Relacion de esfuerzos a transmitir : El par de giro es el producto de la fuerza por una distancia, en este caso el radio P=F·R. Por tanto, la desmultiplicacion esta en funcion de los diametros del volante y el piñon de direccion.
Las fuerzas aplicadas y obtenidas son inversamente proporcionales a los radios de giro, ya que el momento de esfuerzo del volante es igual al momento resistente en la caja de direccion.
- Relacion de transmision : Esta determinada por la relacion que existe entre el angulo descrito por el volante y el angulo obtenido en las ruedas.
En esta relacion, tambien denominada desmultiplicacion, influyen fundamentalmente el mecanismo ubicado en la caja de la direccion y el varillaje encargado de transmitir el movimiento de las ruedas.
1.2 DISPOSICION DE LOS ELEMENTOS SOBRE EL VEHICULO
El conjunto de elementos que intervienen en la direccion esta formado por los elementos siguientes :
· Volante
· Columna de direccion
· Caja o mecanismo de direccion
· Timoneria de mando o brazos de acoplamiento y de mando
· Ruedas
1.3 ESTUDIO DE LOS ORGANOS CONSTRUCTIVOS
- Volante : Esta diseñado con una forma ergonomica con dos o tres brazos, con la finalidad de obtener mayor facilidad de manejo y comodidad. Su mision consiste en reducir el esfuerzo que el conductor aplica a las ruedas. En los vehiculos con mayor equipamiento, generalmente esta dotado de tres brazos para incorporar el dispositivo de seguridad pasiva de proteccion del conductor (Airbag).
- Columna de direccion : Esta construida por un arbol articulado que une el mecanismo de direccion con el volante.
La columna de la direccion tiene una gran influencia en la seguridad pasiva. Todos los vehiculos estan equipados con una columna de direccion retractil, formada por dos o tres tramos con el fin de colapsarse y no producir daños al conductor en caso de colision. Estos tramos estan unidos mediante juntas cardan y elasticas diseñadas para tal fin.
La columna de direccion permite la regulacion del volante en altura y, en algunos casos, tambien de la profundidad, para facilitar la conduccion.
- Caja o mecanismo de direccion : El movimiento giratorio del volante se transmite a traves del arbol y llega a la caja de direccion, que transforma el movimiento giratorio en otro rectilineo transversal al vehiculo.
A traves de las barras, articuladas con rotulas, el mecanismo de direccion alojado en la caja transmite el movimiento transversal a las bieletas o brazos de acoplamiento que hacen girar las ruedas alrededor del eje del pivote.
Existen los siguientes tipos de cajas o mecanismos de direccion :
· Cremallera
· Cremallera de ralcion variable
· Tornillo sinfin y sector dentado
· Tornillo sinfin y rodillo
· Tornillo sinfin y dedo
· Tornillo sinfin y tuerca
· Tornillo sinfin y tuerca con bolas circulantes o recirculacion de bolas
- Tirantearía de dirección.
La tirantearía de dirección está constituida por un conjunto de elementos que transmite el movimiento desde el mecanismo de dirección a las ruedas. Generalmente se utilizan dos sistemas, uno aplicado a la dirección de cremallera y otro aplicado a la dirección de tornillo sinfín.
- Palanca de ataque.
También llamada palanca o biela de mando va unida a la salida de la caja de dirección mediante un estriado fino. Recibe el movimiento de rotación de la caja de dirección para transmitirlo, en movimiento angular, a la barra de mando.
- Barra de mando.
El movimiento direccional se transmite por medio de una barra de mando unida, por un lado, a la palanca de ataque y, por el otro, a las barras de acoplamiento de la dirección.
En otro sistema, el mecanismo de la dirección ataca directamente a los brazos de acoplamiento de las ruedas, como ocurre en las direcciones de cremallera.
- Brazos de acoplamiento.
Este sistema está formado por unos brazos de acoplamientos montados sobre las manguetas de forma perpendicular al eje de las ruedas y paralelos al terreno.
Estos brazos llevan un cierto Angulo de inclinación para que la prolongación de sus ejes coincida sobre el centro de eje trasero y tienen por misión el desplazamiento lateral de las ruedas directrices.
- Barras de acoplamiento.
También se llaman bieletas de dirección. Realizan la unión de las dos ruedas por medio de una o varias barras de acoplamiento, según un sistema empleado.
Están formadas por un tubo de acero en cuyos extremos van montadas las rotulas, cuya misión es hacer elástica la unión entre los brazos de acoplamiento de las ruedas y adaptarlas a las variaciones de longitud producidas por las incidencias del terreno.
- Rotulas.
Su misión consiste en realizar la unión elástica entre la caja y dirección y brazos de acoplamiento de las ruedas, además de permitir las variaciones de longitud para corregir la convergencia de las ruedas.
2.GEOMETRIA DE LA DIRECCION
Para determinar la posición de las ruedas en movimiento, tanto en línea recta como en línea, todos los órganos que afectan a la dirección, suspensión y ruedas tienen que cumplir unas condiciones geométricas, que están determinadas por la geometría de giro y la geometría de las ruedas.
La suspensión desarrolla el control de dos parámetros fundamentales:
-posición de la rueda respecto al pavimento.
-movimientos longitudinales de la rueda.
2.1 GEOMETRIA DE GIRO
La geometría de giro se consigue dando a los brazos de acoplamiento una inclinación determinada de forma que, cuando el vehículo circula en línea recta, la prolongación de los ejes de los brazos de mando debe coincidir con el centro del eje trasero.
Los brazos de acoplamiento están unidos a las manguetas de las ruedas sobre las que giran estas y también están articulados sobre la barra de acoplamiento.
Para evitar el arrastre de las ruedas al tomar una curva, debe cumplirse el principio de Ackerman: las trayectorias descritas por las cuatro ruedas del vehículo al describir una curva han de ser circunferencias concéntricas.
2.2 GEOMWTRIA DE LAS RUEDAS
Estas son las siguientes:
-Angulo de caída.
-Angulo de salida.
-Angulo de avance.
-Angulo incluido.
-cotas conjugadas.
-convergencia.
3. ORIENTACION DE LAS RUEDAS TRASERAS
Este sistema permite la orientación de las cuatro ruedas. La finalidad de estos sistemas es conseguir que los vehículos tengan mayor estabilidad en el trazado de las curvas.
Estos sistemas permiten al vehículo, en el trazado de una curva, poder girar las ruedas traseras un pequeño Angulo en el mismo Angulo de giro que las ruedas delanteras.
Las ruedas traseras pueden ser orientadas de forma pasiva o activa.
3.1 FORMA PASIVA
En la orientación de la forma pasiva se orientan las ruedas del eje trasero debido a las solicitaciones del pavimento sin intervención del conductor.
Este efecto se consigue mediante los elementos de suspensión. Este sistema baja su rendimiento en condiciones de mala adherencia.
Se utilizan ejes traseros equipados con suspensión independiente multibrazo y brazos tirados, dando lugar a un eje auto direccional.
El eje auto direccional permite orientar las ruedas traseras de forma conveniente, pero pasiva, en el trazado de las curvas. Este sistema mantiene la caída de las ruedas y el ancho de via del eje, por tanto, la orientación no es de las ruedas sino del tren trasero.
-la flexibilidad longitudinal y transversal de los soportes delanteros con respecto a los traseros determinan esta flexibilidad programada que se obtiene por la constitución interna de los soportes delanteros.
Los dos soportes elásticos colocados en la parte delantera del tren son los que tienen el efecto auto direccional en las curvas, además de absorber las vibraciones.
La elasticidad de los soportes elásticos delanteros de fijación del eje varía según sea sentido de la fuerza a que se vean sometidos.
Cuando el vehículo toma una curva, los tacos elásticos delanteros reciben una fuerza lateral y se deforman, permitiendo que todo el conjunto pueda rotar respecto a un centro por detrás de los cuatro anclajes elásticos y dando al tren un efecto auto direccional.
Cuando se abandona la curva, cesa la fuerza lateral sobre los tacos, de forma que vuelven a su posición original situando el tren trasero en su posición habitual.
Para variar el comportamiento directriz del eje trasero hay que modificar la geometría de los anclajes del eje sobre el bastidor mediante el cambio de láminas metálicas con distintas dimensiones y propiedades.
No hay comentarios:
Publicar un comentario