LA DIRECCIÓN
La dirección es el sistema encargado de proporcionar el giro adecuado a las ruedas
delanteras del automóvil mediante la acción que el conductor ejecuta sobre el volante
para que tome la trayectoria deseada.
La 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.
Un sistema de dirección ha de ser capaz de hacer retornar por sí mismo a las ruedas
delanteras a la posición original de marcha recta al final de una curva (autoguiado).
También han de tenerse en cuenta los factores de peso propio del vehículo (carga
sobre eje), así como la gran superficie de contacto de los neumáticos. Todas estas
fuerzas de rozamiento necesitarán del desarrollo de diferentes mecanismos de
dirección que permitan una conducción que cumpla con las necesidades expuestas
anteriormente.
Los órganos que intervienen en la dirección han de ser robustos de construcción y
con los ajustes precisos. En caso de colisión, dada la inmediatez de la columna y el
volante de la dirección con el conductor, está legislado que adopte un cierto grado
de deformidad toda la columna de la dirección para evitar mayores daños. También
para una buena adaptabilidad a la altura de cada conductor y mejorar así los aspectos
de comodidad, se puede variar la posición de altura del volante según las
necesidades.
GEOMETRÍA DEL EJE DELANTERO
Uno de los factores de seguridad más importantes en la marcha del automóvil está en
la dirección. Una seguridad que no sólo se requiere a alta velocidad sino obteniendo
una mayor maniobravilidad. Para ello es muy conveniente que el círculo de giro,
dependiente directamente del círculo de la dirección, quede lo más reducido posible
ya que resultará decisivo para la maniobravilidad.
El círculo de dirección va a depender de dos factores principales: el tamaño del paso
de rueda y la construcción de la tirantería de la dirección.
ESTRUCTURA DE LA DIRECCIÓN
Para transmitir a las ruedas el movimiento de giro del volante efectuado por el
conductor son necesarios varios componentes, los cuales pueden diferir según el
modelo de automóvil.
Básicamente el movimiento se transmite a las ruedas delanteras mediante:
el
volante
el
eje de la columna de la dirección
el
mecanismo de la dirección
la
tirantería de la dirección.
El mecanismo de la dirección se encarga de desmultiplicar la fuerza ejercida por el
conductor sobre el volante, transformando el movimiento de este en movimiento de
tracción o empuje de las barras de acoplamiento.
Mediante la biela de mando de la dirección o la cremallera de la dirección se
transmite el movimiento transformado a la tirantería de la dirección. Esta tiene la
misión de transmitir el movimiento de salida del mecanismo de dirección a las ruedas.
SISTEMA DE DIRECCIÓN ASISTIDA HIDRÁULICA
La necesidad de conseguir un mayor esfuerzo para realizar el giro de las ruedas
delanteras se hace notar especialmente en diferentes situaciones: velocidad reducida,
baja presión de inflado, ruedas con gran superficie de contacto con el suelo, curvas
cerradas, etc. Para ello se hace cada vez más necesario la implantación de sistemas
de asistencia hidráulica en la mayoría de los vehículos actuales.
Las partes principales que integran básicamente un sistema de dirección asistida son:
la
fuente de energía
la
válvula de regulación
el
cilindro de dirección.
DIRECCIÓN ASISTIDA ELÉCTRICAMENTE
Principio de funcionamiento
Un motor eléctrico produce un par de asistencia en función del esfuerzo ejercido sobre
el volante por el conductor. Este par de asistencia es aplicado a las ruedas por el
intermedio de la cremallera y es modificado permanentemente por las leyes de
control, para reducir el esfuerzo de giro del conductor. Las leyes de control de una
dirección asistida eléctrica comportan, además de la asistencia principal, un retorno
activo del volante, una compensación de la carga que pesa sobre la columna de
dirección, denominada también compensación de inercia y una amortiguación
comparable a la de una dirección con asistencia hidráulica.
Asistencia principal
Para calcular el par que el motor eléctrico debe proporcionar, la unidad electrónica de
la dirección asistida tiene en cuenta el par ejercido sobre el volante y la velocidad del
vehículo, estando estas dos magnitudes físicas medidas respectivamente por el
captador de par de giro y el captador de velocidad. Para alimentar el motor eléctrico,
el mando de potencia del calculador electrónico produce una corriente eléctrica de
asistencia que corresponde al par calculado. De la misma manera, la dirección puede
estar muy asistida a baja velocidad para facilitar las maniobras, y netamente más dura
a alta velocidad para mantener la trayectoria.
Retorno activo
Cuando el conductor suelta el volante a la salida de una curva, la dirección asistida
eléctrica ejerce un par de retorno, que alinea las ruedas más rápidamente. Este par de
retorno, denominado también retorno activo, depende evidentemente del ángulo de
giro de las ruedas y de la velocidad del vehículo. El calculador determina el par de
retorno (o corriente de retorno) en función del ángulo de giro para una velocidad dada,
a menos que se graben un conjunto de valores en su memoria.
Compensación de inercia
A causa de la masa que el motor eléctrico añade a la dirección, ésta es menos ligera.
Para compensar la falta de reacción, hace falta girar el volante más rápido
suministrando antes corriente eléctrica al motor: es la compensación de inercia.
Cuando el conductor gira rápidamente el volante (de 0 a 20 grados) para evitar un
obstáculo, la compensación de inercia interviene en función de la velocidad del
vehículo y de la velocidad de rotación del motor eléctrico.
Amortiguación
Entre los sistemas de seguridad con que cuenta una asistencia eléctrica, la
amortiguación permite evitar el eventual fenómeno de embalamiento de la asistencia.
El par de amortiguación (o corriente eléctrica de amortiguación) está calculado en una
cartografía memorizada en el calculador. Sólo queda a continuación quitarle al motor
eléctrico la corriente de amortiguación, que aumenta, por supuesto, con la velocidad
de giro y la velocidad del vehículo.
Tres arquitecturas mecánicas
El montaje sobre la columna de dirección
Es el más difundido y el menos costoso; se monta sobretodo en vehículos pequeños,
cuyo peso sobre el tren delantero es bajo. El motor eléctrico se instala sobre la parte
de la columna de dirección situada en el habitáculo. De esta manera, el problema de
las altas temperaturas debajo del capó está resuelto.
El montaje sobre el piñón
Es el más simple en términos de implantación. El motor eléctrico se encuentra al pie
de la columna de dirección a la entrada de la cremallera. De esta manera, la columna
y las cardanes no se ven afectadas por el par suministrado por el motor eléctrico y no
deben estar sobredimensionadas.
El montaje sobre la cremallera
Es el montaje de los vehículos de gama alta, ya que el peso sobre el eje delantero es
superior a una tonelada. El motor eléctrico está integrado en la cremallera.
Sinóptica y electrónica
del sistema
Los datos suministrados por el captador de par de giro constituyen una información
crucial para las leyes de control del motor eléctrico. En consecuencia, el transmisor
está duplicado, y las dos señales obtenidos son comparadas permanentemente por el
programa memorizado en el microprocesador. En caso de desacuerdo, la asistencia
es suprimida inmediatamente. Una parte del programa dedicado a la DAE abarca el
autodiagnóstico y el modo de funcionamiento de emergencia.
En cuanto al mando de potencia del motor eléctrico, está constituido por un tren de
impulsos (puente en H para un motor de corriente continua), denominado también
modulación de amplitud (PWM, Pulse Width Modulation). El principio de esta
regulación de corriente es el mismo que el de la relación cíclica de apertura (RCO),
utilizado por ejemplo para comandar una electroválvula: un pulso cuadrado se
modifica en un pulso de pico, lo que permite abrir más o menos la válvula.
Por lo demás, el bus CAN transmite al calculador electrónico los parámetros (la
velocidad del vehículo, etc..) que intervienen en el cálculo del grado de asistencia. En
el futuro, la comunicación entre los órganos de un vehículo se efectuará de manera
tan natural que la dirección asistida eléctrica estará integrada en el conjunto de los
equipamientos de seguridad: frenado electrohidráulico (EHB), regulador de velocidad
(ACC).
ESP
ESP proviene de las siglas de “ Elektronisches StabilitätsProgram”
(programa
electrónico de estabilidad). La función es soportada por el calculador del sistema de
frenos, al igual que las funciones que veremos más adelante. Todas estas funciones
intentan asistir al conductor en situaciones en las que es muy difícil el control del
vehículo, como puede ser el cruce de animales en la trayectoria del mismo,
compensando las maniobras excesivas por parte del conductor, manteniendo la
trayectoria determinada y la estabilidad del vehículo. Estudiaremos aquí varias
funciones implementadas sobre la programación del calculador de frenos, instaladas
para realizar la conducción mucho más segura.
Con los avances tecnológicos sufridos por el mundo de la automoción en los últimos
años, incrementando la potencia y las prestaciones de los vehículos, se demostraba
que el conductor con una experiencia media no bastaba para controlar el
comportamiento de su vehículo. Eran necesarios nuevos sistemas electrónicos,
debido al tiempo de reacción necesario, capaces de ayudarle en esta labor. Aunque
los sistemas de ABS ya existían desde los años 40 en forma de sistemas mecánicos,
en la década de los 60 fueron normalizándose e integrando la electrónica en su
funcionamiento.
Descarga Manuales de Taller
Cuando los mecanicos no encuentran la falla esto es lo que hacen ¡¡¡
www.tolucaweb.com.mx
|
|
