Sistema de Dirección

Este sistema tiene la función de mover las llantas delanteras para que se dirijan a donde el usuario necesita.

En los primeros vehículos hacer girar las llantas delanteras implicaba un
gran esfuerzo físico del conductor y con los avances tecnológicos se ha incluido mecanismos desde un desmultiplicador, que hace que la llanta que queda en el lado interno del ángulo gire menos veces que la externa, hasta los más modernos
sistemas hidráulicos.

Este sistema, junto a los frenos, es de los más importantes para los tripulantes del vehículo, pues su seguridad depende directamente de ellos.

Los avances del sistema de dirección, han ido desde mecanismos desmultiplicadores, que hacen que la llanta que queda en el lado interno
del ángulo gire menos veces que la externa, hasta los de última generación, comandados electrónicamente y que eliminan el sistema hidráulico por motores eléctricos.

Geometría de la Dirección

La trayectoria de ambas llantas debe seguir una circunferencia con el mismo centro “O”, por lo que cada una posee un Brazo de Acoplamiento que la ayuda a mantener un ángulo de giro específico; en este ejemplo, la llanta derecha tiene un ángulo un poco más abierto y, por lo tanto, recorrerá mucho más espacio.

Las llantas traseras siguen la trayectoria de la circunferencia por medio del diferencial que permite que la llanta exterior gire mucho más veces que la interna para compensar la ruta.

Arquitectura de Sistemas de Dirección

Sistema de Dirección para Eje Delantero Rígido

Es una tecnología en desuso que utilizaba una sola barra de acoplamiento unida a los brazos de la llanta y a la palanca de mando.

El sistema de dirección para tren delantero de suspensión independiente

El que un vehículo tenga suspensión independiente requiere de un sistema de dirección que mantenga las llantas en la posición correcta y que no permita que las irregularidades del camino afecten la dirección.

Existe un tipo de dirección que utiliza una barra de acoplamiento dividida en tres partes, una larga central y dos pequeñas en los extremos llamadas brazos de mandoque, a través de un mecanismo contenido en la caja de dirección se realiza una relación de desmultiplicación.

Esta relación es la que existe entre los ángulos de giro del volante y los obtenidos en la orientación de las llantas.

Si en una vuelta completa del volante de la dirección (360º) se consigue una orientación de 20º en las ruedas, se dice que la desmutiplicación es de 360:20 o, lo que es igual 18:1.

El valor de esta orientación varía entre 12:1 y 24:1, dependiendo este valor del peso del vehículo, lo que significa que la llanta exterior gira 12 vueltas mientras que la interior solamente una.

Tipos de Mecanismos de Dirección

Mecanismos de dirección de tornillo sinfín

Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda dentada. El tornillo se une al volante mediante la “columna de dirección” y la rueda lo hace al brazo de mando.

De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que la aplicada al volante.

Mecanismo de dirección de cremallera

Esta dirección se caracteriza por la sencillez de su mecanismo desmultiplicador y su simplicidad de montaje. Va ubicada directamente sobre los brazos de acoplamiento de las ruedas y tiene un gran rendimiento mecánico.

Proporciona gran suavidad en los giros y tiene rapidez de recuperación, haciendo que la dirección sea muy estable y segura.

El mecanismo está formado 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, que gira engranado a la cremallera.

El reglaje para mantener la holgura correcta entre el piñón y la cremallera se realiza por medio de un dispositivo automático instalado en la caja de dirección y que además sirve de guía a la cremallera.

Existen dos tipos de montajes de este mecanismo de dirección de cremallera:

• Sistema lineal:
  Es el más sencillo, que consiste en unir directamente la barra de cremallera a los brazos de las ruedas a través de las bieletas o barras de acoplamiento por medio de unas rótulas y de esta forma se hace regulable la unión con las ruedas. Este sistema, transmite el movimiento directamente de la cremallera a las ruedas directrices.
• Sistema no lineal:
  Este mecanismo une las ruedas por medio de una barra de acoplamiento en paralelo con la cremallera, de lo cual resulta un ensamblaje paralelo rígido y sin desmultiplicación. La barra se desplaza, al mismo tiempo, con la barra de cremallera, ya que ambos elementos van unidos por medio de un pivote de acoplamiento o dedo. A los extremos de la barra se unen unos pivotes roscados y el guardapolvos que enlaza con las bieletas de acoplamiento a las ruedas.

 

Columna de la Dirección

Por lo regular está conformada por varias partes unidas por una junta cardánica, que permite desplazar el volante
de la dirección a la posición más adecuada de manejo para el conductor.

Estas uniones se han diseñado para ceder o romperse al suceder de un choque frontal para que el timón no lastime directamente al conductor.

La carcasa o cárter de cremallera se fija al bastidor mediante dos soportes en ambos extremos, de los cuales salen los brazos de acoplamiento o bieletas de dirección, que en su unión a la cremallera están protegidas por el guardapolvos, que preserva de suciedad esta unión.

El brazo de acoplamiento dispone de una rótula en su unión al brazo de mangueta y otra axial en la unión a la cremallera tapada por el fuelle.

Esta disposición de los brazos de acoplamiento permite un movimiento relativo de los mismos con respecto a lacremallera, con el fin de poder seguir las oscilaciones del sistema de suspensión, sin transmitir reacciones al volante de la dirección.

Rótula

Es el elemento encargado de conectar los diferentes elementos de la suspensión a las bieletas de mando, permitiendo el movimiento de sus miembros en planos diferentes. La esfera de la rótula va alojada engrasada en casquillos de acero o plásticos pretensados.

Lic. César Raúl García Rodríguez
Acreditador Técnico KINAL
cesargarcia@kinal.org.gt