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La Dirección

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La Dirección

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Sistema de dirección

Encargado de guiar el vehículo sobre el camino por el cual transita a voluntad del conductor. Mantener la línea direccional del vehículo ya sea su trayectoria recta o en curvas.

convierte el movimiento de giro que el conductor da al volante, en movimiento de orientación de las ruedas directrices del vehículo.

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EXIGENCIAS EN LA INSTLACIÓN DE LA DIRECCIÓN Por ley la dirección debe garantizar con facilidad

y seguridad la orientación del vehículo, que debe poder ponerse en 6 segundos con un radio de giro de 12 metros.

Si la fuerza de accionamiento que hay que aplicar al volante es superior a 250 N, es necesario entonces una fuerza auxiliar o de asistencia. En caso de fallar, esta fuerza de asistencia no debe de exceder de los 600 N.

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COMPORTAMIENTO DE LA DIRECCIÓN Los golpes de las irregularidades de la calzada

deben de llegar al volante lo más amortiguadas posible. Con el amortiguamiento no debe perder el conductor el contacto con el suelo.

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COMPORTAMIENTO DE LA DIRECCIÓN El dimensionado fundamental de la cinemática

de la dirección debe cumplir las condiciones de Ackermann; la prolongación de los ejes de las ruedas delanteras izquierda y derecha deben cortarse sobre la prolongación del eje de las ruedas traseras.

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COMPORTAMIENTO DE LA DIRECCIÓN Mediante la rigidez correspondiente del sistema

de dirección (especialmente con el empleo de uniones elásticas de goma), el vehículo debe obedecer a la menor corrección de la dirección.

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COMPORTAMIENTO DE LA DIRECCIÓN Las ruedas, al soltar el volante, deben volver por

sí solas a su posición central y mantenerse así (marcha en línea recta).

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COMPORTAMIENTO DE LA DIRECCIÓN Debe tener la desmultiplicación mínima posible

(número de vueltas del volante tope a tope), a fin de tener una buena maniobrabilidad.

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Los componentes genéricos para dirección serán los mismos para cualquiera de los sistemas antes nombrados; Caja de dirección o bien Piñón y Cremallera, estos elementos según el orden de transmisión del movimiento se muestran a continuación…

COMPONENTES GENÉRICOS

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Volante de dirección

Recibe y aplica el esfuerzo direccional del conductor.

Columna de dirección:

Trasmite el movimiento direccional desde el volante al mecanismo de la dirección.

COMPONENTES GENÉRICOS

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Mecanismo de la dirección:

Recibe el movimiento direccional giratorio desde la columna de dirección lo transforma según sea el sistema - Caja de dirección o bien Piñón y Cremallera- y lo entrega a las barras de accionamiento.

COMPONENTES GENÉRICOS

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Brazos de dirección :

Son barras de accionamiento, regulables en su longitud, encargadas de trasmitir el movimiento direccional entregado por el mecanismo de la dirección a de las ruedas directrices montadas sobre los muñones.

COMPONENTES GENÉRICOS

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Ruedas direccionales :

Son las ruedas de sustentación del vehículo a las que se ha dotado de la capacidad de ser angularmente orientadas a fin de permitir guiar el vehículo.

COMPONENTES GENÉRICOS

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COMPONENTES GENÉRICOS

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Mecanismos de dirección de tornillo sin fin.

Dirección de Piñón y cremallera.

CAJAS DE DIRECCIÓN MECÁNICAS

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Está basado en un tornillo sin fin, que puede ser cilíndrico o globoide, que gira solidario a la caña de la dirección o árbol del volante y transmite su movimiento de rotación a un dispositivo de traslación que engrana con él. Este último mecanismo comunica el giro a la palanca de mando que transmite el movimiento a las barras de acoplamiento por medio de las articulaciones.

Dirección de tornillo sin fin.

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Él sin fin se apoya en la carcasa sobre dos rodamientos, para facilitar el giro y absorber los esfuerzos torsionales que se producen en el mismo. El eje de mando es solidario al mecanismo de traslación y se aloja en un casquillo de bronce antifricción ranurado en pata de araña para el engrase del mismo. En su extremo exterior, lleva un estriado cónico y una zona roscada para acoplar en él la palanca de mando, facilitando así el posicionado y sujeción de la misma con una tuerca de seguridad.

Dirección de tornillo sin fin.

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Reglaje del sin fin y de la holgura entre engranajes. En reglaje axial del sin fin y la holgura entre

engranajes se corrige en estas direcciones por medio de una rosca interior fija a la carcasa y un tornillo que rosca en la carcasa. Un tornillo situado en el extremo del sin fin al lado opuesto de la caña de dirección, corrige la holgura axial. Otro tornillo situado en la tapa y que presiona sobre el mecanismo de traslación, corrige la holgura entre piñones al apretar o aflojar la tuerca correspondiente.

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Dirección de tornillo sin fin.

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Dirección de tornillo sin fin.

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Mecanismo de dirección de cremallera Se caracteriza por la sencillez de su mecanismo

desmultiplicador y su simplicidad de montaje, al eliminar gran parte de la tirantería direccional.

Va acoplada directamente sobre los brazos de acoplamiento de las ruedas y tiene un gran rendimiento mecánico.

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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.

Mecanismo de dirección de cremallera

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Está constituido por una barra tallada en cremallera que se desplaza lateralmente en el interior del cárter. Esta barra es accionada por un piñón helicoidal montado en el árbol del volante y que gira engranado con la cremallera.

Mecanismo de dirección de cremallera

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Mecanismo de dirección de cremallera

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Para mantener la holgura correcta entre el piñón y la cremallera, se realiza por medio de un dispositivo automático instalado en la carcasa y que además sirve de guía a la cremallera.

Un casquillo acoplado a la carcasa, en cuyo interior se desplaza un empujador que se acopla a la cremallera y se mantiene a presión con ella por medio de un muelle y un tornillo de reglaje, que rosca en una platina fija con tornillo al casquillo. Una vez graduada la holgura entre el piñón y la cremallera, se bloquea la posición por medio de la contratuerca.

Sistema de reglaje en el mecanismo de cremallera

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ASISTENCIA PARA SISTEMAS DE DIRECCIÓN Asistencia por vacío (Servodirecciones). Asistencia por aceite a presión (Oleoasistidas). Asistencia por aire a presión (Neumáticas). Asistencia por electricidad

(Electrodirección)

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Direcciones especiales

Dirección para doble puente direccional:

Presentan la particularidad de integrar en el puente direccional secundario (de atrás) un conjunto completo de brazos que son comandados por el brazo Pitman.

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Dirección auxiliar para puente trasero: Tienen por finalidad ayudar en el viraje a altas velocidades, su ángulo de giro es pequeño (+/-1°), son operados por sistemas controlados por computador, aplicados por aceite a presión y usados bajo ciertos parámetros definidos en la Unidad de Control.

Direcciones especiales

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Direcciones especiales

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Direcciones Asistidas

Para hacer más suave la conducción y evitar esfuerzos en el volante, se emplean mecanismos servo-asistidos, que tienen la finalidad de reemplazar el esfuerzo que tendría que efectuar el conductor para mover la dirección y orientar las ruedas del vehículo.

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Se consigue grandes esfuerzos de orientación en las ruedas (del orden de los 1000 kgf) con sólo aplicar un esfuerzo en el volante de 2 a 4 kgf. Esta multiplicación de esfuerzo se podría conseguir tambien aumentando la desmultiplicación en la dirección mecánica, pero no es conveniente sobrepasar un cierto límite

Direcciones Asistidas

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Fuentes de energía para el accionamiento de la dirección. Electroimanes de fuerza, que funcionan con la

energía eléctrica instalada en el vehículo. El vacío proporcionado por el colector de

admisión o procedente de un depresor instalado en el motor.

Aire comprimido, generado por un compresor movido por el motor o aprovechando el circuito de aire para frenos.

Aceite a presión, proporcionado por una bomba instalada en el vehículo.

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Ventajas de las servo-direcciones.

Reducen el esfuerzo en el volante, con menor fatiga para el conductor, ventaja muy conveniente en los largos recorridos o para maniobras en ciudad.

Permiten acoplar una dirección más directa; es decir, con una menor reducción, con lo que se obtiene una mayor rapidez de giro en las ruedas.

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En caso de un reventón de un neumático, extraordinariamente 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 el vehículo.

Ventajas de las servo-direcciones.

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No presentan complicaciones en el montaje, son de fácil aplicación a cualquier vehículo en circulación y no afectan a la geometría de la dirección.

Permiten realizar maniobras más delicadas y sensibles que el conductor precise, desde la posición de paro a la máxima velocidad. La capacidad de retorno de las ruedas, al final del viraje, es como la de un vehículo sin servo-dirección.

Ventajas de las servo-direcciones.

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A medida que aumenta la velocidad del vehículo, la servo-dirección se va tornando más dura, de tal forma de impedir acciones sobre los mecanismos de la dirección que pueden ocasionar alguna acción insegura sobre el conductor.

Ventajas de las servo-direcciones.

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En 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 ruedan continúan unidas mecánicamente al volante aunque, naturalmente, tenga que realizar un mayor esfuerzo en el mismo (en estos casos se debe desconectar el giro de la bomba con el fin de impedir un deterioro de los componentes internos por falta de lubricación).

Ventajas de las servo-direcciones.

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Un costo más elevado en las reparaciones, ya que requieren mano de obra especializada.

El costo más elevado de este mecanismo y su adaptación inicial en el vehículo, con respecto a una dirección simple.

Inconvenientes de las servo-direcciones

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AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

Son consecuencias de las holguras por desgaste en sus elementos de mando, del mal reglaje en la alineación de las ruedas o de un mal entrenamiento.

Es afectada indirectamente por la intervención o mal estado de otros elementos del vehículo, como pueden ser las ruedas, frenos y la suspensión

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Para diagnosticar la avería que acusa el sistema de dirección, antes de proceder a su revisión y reparación, conviene someter el vehículo a una prueba por carretera, observando la causa o causas que afectan el normal funcionamiento de la misma.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Holguras en el volante:Averías más frecuentes del sistema, debido al desgaste lógico de sus componentes mecánicos por el uso. Estas holguras en los elementos de mando, ya sean por desgaste ya por mal apriete en los sistemas de amarre y fijación, se traduce en un excesivo recorrido libre del volante, que no debe exceder de unos 12 mm en condiciones normales.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Rótulas de las barras de dirección flojas o desgastadas.

Holgura en la palanca de mando. Mal apriete en la fijación de la caja de dirección

al chasis. Holgura en el mecanismo de dirección.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Dirección muy dura:

se acusa porque el conductor debe realizar un esfuerzo excesivo en el volante para mover las ruedas. También se nota en la falta de reversibilidad de las ruedas para volver a su posición de línea recta.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Baja presión de inflado de los neumáticos. Desalineación en las ruedas. Dureza en las articulaciones de mando por un

excesivo apriete. Excesivo ataque en el mecanismo de la

dirección. Falta de engrase en la caja de dirección.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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El vehículo tiende a girar a un lado:

Generalmente, al mal estado de alguno de los componentes del vehículo ajenos al sistema direccional o al mal reglaje de la alineación.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Presión de inflado desigual en ambas ruedas. Cubiertas desiguales o más desgastadas una

que la otra. Uno de los frenos agarrotado o mal reglado. Amortiguador en mal estado. Brazo de mando mal colocado. Mal reglaje en la alineación de ruedas. Deformación de la mangueta o sistema de

suspensión.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Oscilación de las ruedas:De no ser por una excesiva holgura de los elementos de mando, es acusado por el conductor cuando circula a grandes velocidades por terreno liso, produciéndose una serie de oscilaciones continuas que se traducen en una trepidación en el volante.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Presión de inflado incorrecta en los neumáticos. Cubiertas con desgaste no uniforme en su

banda de rodadura. Ruedas desequilibradas. Órganos de mando flojos o con holgura. Ángulos de caída o avance con un valor

excesivo.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Ruidos extraños:

Menos generalizado y acusado en un momento determinado, es producido generalmente por holguras o rotura en alguno de los elementos mecánicos por mala calidad o mal montaje.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Rodamiento de rueda en mal estado. Holgura o mal montaje en el interior de la caja

de mecanismos. Órganos de mando flojos. Ruedas muy desequilibradas.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Desgaste anormal de los neumáticos:

más acusados por los propietarios de vehículos es el desgaste anormal de las ruedas que, aunque no puede considerarse como una avería propia de la dirección, sí incide directamente sobre ella. Este defecto se produce generalmente por un mal reglaje en la alineación, lo cual indica que su funcionamiento no es correcto, sirviendo como índice para una revisión de las cotas direccionales.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Una excesiva convergencia produce un desgaste lateral en la zona exterior de los neumáticos, y una falta de convergencia produce un desgaste en la zona interna lateral de los mismos, debido, en ambos casos, al arrastre de la rueda sobre el terreno.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Averías de funcionamiento en los servo-mandos:

Producidos generalmente por desgaste natural de sus elementos u otras causas circunstanciales, como roturas o falta de mantenimiento.

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Averías en la servodirección hidráulica y sus posibles causas:La servodirección no funciona:

Falta de aceite. Fallas de presión en la bomba. Obstrucción o rotura en las tuberías. Comunicación entre ambos lados del émbolo del

cilindro de mando hidráulico. Avería en la válvula distribuidora. Obstrucción en el depósito de aceite. Correas de mando de la bomba deterioradas o rotas.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Dureza en la dirección: Falta de aceite. Aire en el circuito. Obstrucción en las tuberías. Avería en la válvula distribuidora. Baja presión en los neumáticos.

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El vehículo tiende a girar a un lado: Ajuste incorrecto de la válvula de distribución.

Defecto de alineación o inflado de neumático.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Vibraciones o ruidos extraños en la servo-dirección:

Aire en el circuito. Aceite inadecuado o sucio. Aireación del depósito obstruido. Bomba de aceite sucia. Elementos mecánicos con holgura.

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Averías en la servo-dirección neumática y sus posibles causas.

La servo-dirección no funciona: Presión de aire insuficiente (inferior a 4 kgf/cm²). Grifo de paso cerrado u obstruido. Tuberías de aire rotas u obstruidas.

Defecto de reglaje en la válvula de control.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN

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Funcionamiento parcial o en un solo sentido. Obstrucción en alguno de losa tubos. Reglaje defectuoso en la válvula de control. Anillos de retención en el cilindro de mando averiados. Válvula de descarga rápida obstruida. Presencia de algún cuerpo extraño que impide el cierre

de los tubos de las tapas (válvulas).

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Pérdidas de aire en el circuito: Falta de asiento en las válvulas.

Tuberías en mal estado.

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La dirección no retorna: Reglaje defectuoso en la válvula de retención. Válvula de descarga rápida obstruida.

Descarga en el cojinete de la tapa del cilindro.

AVERÍAS EN LA DIRECCIÓN