Servodireccion electromecanica_sp

8/2/2019 Servodireccion electromecanica_sp

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Servodireccin electromecnica

Diseo y funcionamiento

Programa autodidctico 225

Service.


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El Programa autodidctico informa sobre y

diseos y modos de funcionamiento de nuevos

desarrollos.

Los contenidos no se someten a actualizaciones.

Las instrucciones de comprobacin, ajuste y reparacin se

consultarn en la documentacin del Servicio Postventa

prevista para esos efectos.

La servodireccin electromecnica apoya losmovimientos de mando del conductor con ayuda

de un motor elctrico, encargado de impulsar unengranaje de sin fin. El sistema trabaja enfuncin de la velocidad y transmite al conductoruna sensacin de direccin directa, sin lasinfluencias entorpecedoras causadas por elpavimento.

Con este Programa autodidcticos puedeobtener una nocin de esta nueva tecnologa y

conocer las diferencias con respecto a laprobada direccin asistida hidrulica.

La servodireccin electromecnica se montaactualmente en el Lupo 3L TDI.

Elsecreto de la

servodireccinelectromecnica

NUEVO Atencin

Nota

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Referencia rpida

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Parte mecnica de la direccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Estructura del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Parte electrnica de la direccin . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Descripcin del funcionamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Esquema de funciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Pruebe sus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23


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Componentes de la columna de

direccin

Los componentes principales de la nuevadireccin asistida son:

- mando combinado en la columna dedireccin,

- tubo envolvente,- engranaje de sin fin con

transmisor de posicin de la direccin ytransmisor del par de direccin

- motor paraservodireccin electromecnica,

- unidad de control para la electrnica de lacolumna de direccin y

- eje de crucetas hacia la caja de direccinmecnica.

Introduccin

Mando combinado en la

columna de direccin

Tubo envolvente

Engranaje de sin fin

Unidad de control

para electrnica de la

columna de direccin

Motor para

servodireccin

electromecnica

Eje de crucetas

hacia la caja de direccin

mecnica 225_002


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Lo que conviene saber sobre el

funcionamiento de la servodireccin

electromecnica:

1. El sistema ofrece al conductor unaservoasistencia de direccin independientede las condiciones del pavimento.

2. Los movimientos al volante del conductor setransmiten a travs del eje de direccin y un

husillo intermedio hacia el engranaje de sinfin y la caja de direccin.

3. El retrogiro de la direccin a la posicin rectaes apoyado por la servodireccinelectromecnica.

4. El sistema transmite al conductor el tactocorrespondiente a las condiciones delpavimento.

5. El sistema vigila sus seales de entrada ysalida, as como el funcionamiento de loscomponentes que participan.

6. La columna de direccin de seguridad esregulable en altura y corresponde alprobado concepto anti-colisin del Lupo.

7. Ofrece caractersticas de proteccinantirrobo mediante una cerradura enel eje de direccin.

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Introduccin

Mando combinado ycerradura del volante

Tubo envolvente conreglaje en altura

Unidad de control con sensores,motor elctrico y

engranaje de sin fin

Eje de crucetas

Cuadro general

Caja de la direccin

El sistema de la servodireccin electromecnicaest agrupado en una unidad compacta. Todoslos componentes, tales como la unidad decontrol, el motor elctrico y los sensoresnecesarios para la gestin, forman parte de estaunidad. De esa forma se elimina un cableadocomplejo.

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Hidrulica Electromecnica

Peso 16,3 kg 11,3 kg

Potencia absorbidaen ciudad

en autopista

400 W 25 W

800 - 1.000 W 10 W

Mayor consumo encomparacin con la caja dedireccin mecnica,en ltr./100 km

0,1l * 0,01 **

* referido al motor SDI de 44 kW ** referido al Lupo 3L conmotor 1,2 ltr. TDI

Servodireccin electromecnica

En el caso de la direccin asistida hidrulica, loscomponentes del sistema intervienen en laoperacin de direccionamiento detrs del eje decrucetas, estableciendo la servoasistencia pormedio de presin de aceite.

En el caso de la servodireccin electromecnica,la servoasistencia se establece antes del eje decrucetas. El par de la servoasistencia essuministrado en este sistema por parte de unmotor elctrico.

Comparativa:Los datos tcnicos ponen en relieve las diferencias.

Servodireccin hidrulica

El funcionamiento de la servodireccin electromecnica es bsicamente diferente al de los sistemashidrulicos.

Eje de crucetas

Eje de crucetas

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Columna de direccin y sus componentes

Los componentes esenciales de la servodireccinelectromecnica son:

- Eje de direccin- Tubo envolvente con reglaje en altura- Husillo intermedio- Barra de torsin- Carcasa de sensores con

transmisor del par de direccin ytransmisor de posicin de la direccin

- Motor elctricoy acoplamiento

- Accionamiento por sin fin yrueda dentada

- Carcasa de engranajes- Unidad de control para electrnica de la

columna de direccin- Eje de crucetas

Parte mecnica de la direccin

Accionamiento por

sin fin y rueda

dentada

Motor elctrico

Carcasa de sensores con

transmisor del par de direccin y

transmisor de posicin de ladireccin

Barra de torsin

Husillo intermedio

Eje de crucetas Unidad de control para electrnica

de la columna de direccin

Eje de direccin

Tubo envolvente con reglaje en altura

Acoplamiento

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Barra de torsin

El componente central de la servodireccinelectromecnica es la barra de torsin.Las caractersticas de su material permiten unadeformacin elstica definida en torno a su ejegeomtrico longitudinal. La barra de torsinestablece la comunicacin mecnica entre elhusillo intermedio y el eje del accionamiento desin fin.

Funcionamiento

A travs de esta unin, el husillo intermedio y eleje del accionamiento de sin fin puedendecalarse mutuamente en una pequea

magnitud. Este pequeo ngulo resultasuficiente para que el sistema pueda detectar elcomienzo de un movimiento de direccin.

Barra de torsin

Eje del accionamientopor sin fin con

rueda dentada

Husillo

intermedio

Unidadensamblada

Unin mecnica

Retorcedura de la barra de torsin alcomienzo de un movimiento de direccin

Rodamiento de bolas

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Engranaje de sin fin

El engranaje de sin fin se aloja en una carcasade aluminio, a la cual tambin va fijado el motorelctrico.

Un sin fin en el eje del motor trabaja contra larueda dentada que se encuentra en el eje dedireccin. Tiene una relacin de transmisin de22:1. El cuerpo de la rueda dentada y el sin finson de metal. La corona dentada es de plstico.De esa forma se reduce la posible sonoridadmecnica.

Parte mecnica de la direccin

Motor elctrico

Acoplamiento de goma

Carcasa

Eje del engranaje de sin fin

con rueda dentadaSin fin

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Reglaje en altura

El mecanismo para el reglaje de la altura vaunido fijamente al tubo envolvente. La carreraregulable es de 39 mm.

Eje de crucetas

Ambas crucetas estn comunicadas por mediode un brazo telescpico corto. Sirve paracompensar las longitudes del reglaje en altura ypara la proteccin de los ocupantes en caso deuna colisin frontal.

Al desplazar el volante hacia arriba se contraeel brazo telescpico. De esa forma se reduce ladistancia entre el volante y la caja de direccin.

Al colocar el volante en una posicin bajaaumenta esta distancia y se estira el brazotelescpico.

Brazo telescpico

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Estructura del sistema

Sensores Actuadores

Transmisor de posicin de ladireccinG268 ytransmisor del par de direccinG269

Motor paraservodireccinelectromecnicaV187

Unidad de control para laelectrnica de la columna dedireccin

J527

Testigo luminoso paraservodireccinelectromecnicaK161

en la unidad de control conunidad indicadora en elcuadro de instrumentos

J285

Alternador, D+/Borne 61

Seal de velocidad de marchaprocedente de la unidad decontrol con unidad indicadoraen el cuadro de instrumentos

J285

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Carcasa de sensores

El transmisor de posicin de la direccin G268 yel transmisor del par de direccin G269 vanalojados en una carcasa compartida. Se instalasobre el eje del engranaje de sin fin, por encimade la rueda dentada. La conexin a la unidadde control se establece a travs de un conectorde seis polos.

Parte electrnica de la direccin

Eje del

engranaje de sin fin

Carcasa de

sensores

Barra de torsin

Transmisor de posicin de la direccin G268

El transmisor est comunicado con el eje del

engranaje de sin fin. Registra los movimientosdel volante y la posicin actual de la direccin.

Transmisor del par de direccin G269

El transmisor est comunicado con la barra detorsin. Detecta el ngulo de decalaje de labarra de torsin con respecto al husillointermedio. La unidad de control calcula de ahun par de giro. Si este par de giro calculadosobrepasa un valor de 0,01 Nm, la unidad decontrol se entera de que se necesita un ciclo deservoasistencia para la direccin.

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Estructura de los sensores

Ambos sensores son potencimetros de cursor.

La carcasa posee una corona interior, que vaencajada con un anillo de grapas en el eje delengranaje de sin fin y que se puede girar conrespecto a la carcasa.

Detectando el decalaje de la corona interior conrespecto al elemento inferior de la carcasa, eltransmisor de posicin de la direccin detectaasimismo el ngulo del volante de direccin,mientras que el transmisor del par de direccindetecta una retorcedura de la barra de

direccin.Dos parejas de escobillas de potencimetroexploran la pista interior sobre la pletina en lacarcasa. Esta parte es la correspondiente altransmisor de posicin de la direccin.Las dems pistas sirven para transmitir lasseales del transmisor del par de direccin.

Anillo de grapas

Corona interior

Escobillas de potencimetro

Elemento inferior de carcasa

Pistas de potencimetro

Conexin elctrica

Ambos sensores estn conectados con la unidadde control a travs de tres cables propios decada uno.

Efectos en caso de avera

Si se avera el transmisor del par de direccin sedesactiva el sistema. Si se avera el transmisor deposicin de la direccin se desactiva la posicinde Retrogiro activo. En ambos casos se iluminael testigo de avera.

G268 G269

J527

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El transmisor del par de direccin va situado enla corona interior. Es un anillo de plstico dotado

de dos parejas de escobillas de potencimetro.Las escobillas exploran cuatro pistas deconduccin elctrica en la corona interior.El anillo transmisor est comunicado con la tapade la carcasa. A su vez se adapta con exactituden la cabeza de la barra de torsin.Al retorcerse la barra, la tapa tambinexperimenta un decalaje con respecto a lacorona interior. Este movimiento es detectadopor las escobillas del potencimetro ytransmitidas a la unidad de control en forma deseales a travs de las pistas de conduccinelctrica en el fondo de la carcasa.

Tapa de carcasa

Anillo transmisor

Escobillas depotencimetro

Corona interior

abierta

Pistas de conduccin

elctrica

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Unidad de control para

electrnica de la columna de direccin J527

Va alojada en un armazn atornillado a lacarcasa del engranaje de sin fin.

En la regleta de conexin de la unidad decontrol se encastran cinco conectores, diseadosde modo que no puedan ser confundidos entres.

Previo anlisis de los datos procedentes de lossensores, la unidad de control calcula la

magnitud de servoasistencia necesaria para ladireccin, en consideracin de la velocidad demarcha del vehculo.

Efectos en caso de avera

Si se avera la unidad de control se enciende eltestigo de avera.

Empleo Color dibujado

Conexin hacia los transmisores G268 y G269

Cables de gestin del motor

Motor elctrico, cables de fase

Alimentacin de tensin batera borne 30 y masa borne 31

Conexin hacia la unidad de control para unidad indicadora en el cuadro deinstrumentos

Borne 15, borne 61, testigo de avera,cable K, seal de velocidad de marcha

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Motor para servodireccin

electromecnica V187

Va atornillado a la carcasa del engranaje de sinfin, teniendo intercalado un tope elstico degoma, para evitar la transmisin de oscilacionesentre el motor y la columna de direccin. El ejedel motor est comunicado con el eje del sin fina travs de un acoplamiento elstico de goma,de modo que la iniciacin del funcionamientodel motor sea transmitida de una forma muysuave hacia el engranaje de sin fin. El propiomotor tiene una absorcin de potencia mximade 720 W y desarrolla un par de 2 Nm. Secaracteriza por un comportamiento de respuestaextremadamente breve, para poder apoyarincluso los ms rpidos movimientos dedireccin.

Conexin elctrica

El motor elctrico obtiene su tensin dealimentacin a travs de la unidad de controlparaelectrnica de la columna de direccin J527.

Testigo luminoso para

servodireccin electromecnica K161Va alojado en el cuadro de instrumentos.

Si la unidad de control comprueba la existenciade una avera en el sistema de la servodireccin,se encarga de activar el testigo luminoso en launidad indicadora del cuadro de instrumentos.

J527

V187

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Movimiento de direccin

Descripcin del funcionamiento

Elemento

inferior

Transm. par de

direccin

Transm. pos. de

direccin

Elemento

superior

Barra de torsin

Unidad de control

La barra de torsin sesomete a retorcimientopor parte del volante.

Para simplificar la explicacin se muestra en lafigura una columna de direccin con el elementosuperior separado del inferior. En la partesuperior se monta el transmisor del par dedireccin; en la parte inferior se monta eltransmisor deposicin de la direccin.

El conductor empieza a mover la direccin.

Durante esa operacin se produce un decalajeen la barra de torsin. El transmisor del par dedireccin, que gira solidariamente con la barrade torsin, suministra a la unidad de control lasseales acerca de la magnitud y el sentido degiro del par aplicado al volante.Con ayuda de estas seales, la unidad decontrol calcula el par de servoasistencianecesario y excita correspondientemente elmotor elctrico. La suma del par aplicado alvolante y el par de servoasistencia viene a dar

por resultado el par efectivo que acta en lacaja de direccin.

Par de giro aplicado al volante

Par de servoasistencia

Par efectivo que acta

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Motor elctrico

La barra de torsin semantiene retorcida,porque el conductorprosigue el giro de ladireccin.

La torcedura de labarra se reduce.

Si el conductor aumenta el par aplicado alvolante, se intensifica el par de servoasistenciasuministrado por el motor. Esto permite un girosuave para el mando de la caja de direccin.

Si el conductor reduce el par aplicado al volante

se reduce a su vez la torcedura de la barra. Eltransmisor del par de direccin suministra porello una seal menos intensa a la unidad decontrol. Corrigiendo la excitacin del motorelctrico, la unidad de control reduce el par deservoasistencia.

Debido a la geometra de los ejes, las ruedas yla direccin retrogiran a la posicin de marcharecta.

Si el par de retrogiro que surge a este respecto atravs de la caja de direccin resulta superior ala suma del par aplicado al volante ms el parde servoasistencia, el sistema de laservodireccin electromecnica inicia el retrogirode la direccin hacia la posicin de marcharectilnea.

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Descripcin del funcionamiento

Motor elctricoRetrogiro activo

Si el conductor suelta el volante en una curva, labarra de torsin se distensa. La electrnica seencarga de desexcitar al mismo el motorelctrico, con lo cual se interrumpe el par deservoasistencia.

Si el vehculo todava no se encuentra en unatrayectoria rectilnea, se detecta estaparticularidad a travs del transmisor deposicin de la direccin. Ahora se excita el motorelctrico de modo que la direccin sea girada deforma activa a la posicin de marcha rectilnea.

Par aplicado al volante

Par de servoasistencia

Par efectivo que acta 225_088

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C Alternador

G268 Transmisor de posicin de la direccin

G269 Transmisor del par de direccin

J258 Unidad de control para unidadindicadora en el cuadro de instrumentos

J527 Unidad de control para electrnica de lacolumna de direccin

K2 Testigo luminoso para alternador

K161 Testigo luminoso para servodireccin

electromecnica

S Fusible

V187 Motor para servodireccinelectromecnica

K Conector para diagnsticos

Esquema de funciones

G268 G269

J285K161

S

V187

J527

S

C

K

K2

D+

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Seal de entradaSeal de salidaPositivoMasa


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Autodiagnstico

Se inicia con el cdigo de direccin 44Direccin asistida. En el autodiagnstico, launidad de control para servodireccinelectromecnica posibilita las siguientesfunciones, que se pueden consultar con elsistema de diagnstico, medicin e informacinde vehculos VAS 5051:

Funcin Cdigo

de

direcci

n

Consultar versin de la unidadde control

01

Consultar la memoria de averas 02

Borrar la memoria de averas 05

Leer bloque de valores de

medicin

08

Iniciar ajuste bsico 04

Finalizar la emisin 06

Servicio

Reparacin de la direccin

En la servodireccin electromecnicaslo est permitida actualmente la sustitucinindividual de:

q el mando combinado en la columna dedirecciny

q el bombn de la cerradura.

Obsrvense a este respecto las instrucciones proporcionadas en el Manual de Reparaciones.

El engranaje con el tubo envolvente, la unidadde control y el motor elctrico se sustituyensiempre completos y no se deben desensamblarpor ningn motivo.

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1. Qu transmisor es necesario para el funcionamiento de la servodireccin electromecnica?

a.nicamente el transmisor de posicin de la direccin

b.nicamente el transmisor del par de direccin

c.El transmisor de posicin de la direccin y el transmisor del par de direccin

2. Cul es la relacin de transmisin en el engranaje de sin fin?

a.21:1

b.22:1

c.23:1

3. Denomine los componentes

Pruebe sus conocimientos

Soluciones:

1.c2.b3.Componentesverpgina18

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Slo para uso interno VOLKSWAGEN AG, Wolfsburg

Reservados todos los derechos. Sujeto a modificaciones tcnicas.

040.2810.44.60 Estado tcnico: 1/00

Y Este papel ha sido elaborado con

celulosa blanqueada sin cloro.

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