Sistema De Dirección: Función, Tipos, Averías

El sistema de dirección es el conjunto de elementos que permiten controlar los volantes de un vehículo de carretera para cambiar el sentido de la marcha. Gracias al desarrollo de la tecnología, ha sufrido numerosas evoluciones que han mejorado su funcionalidad, garantizando una mayor comodidad y seguridad para el conductor.

Permitiendo la orientación las ruedas direccionales según los deseos del conductor, independientemente de los parámetros que influyan (viento, pavimento deformado, etc.). Siendo así un sistema de gran importancia que debes conoces en tu automóvil y por eso aquí te detallaremos todo sobre él.

¿Qué es el sistema de dirección de un automóvil?

El sistema de dirección como ya lo mencionamos es el conjunto de elementos que permiten controlar el volante de un vehículo de carretera para cambiar el sentido de la marcha, esta puede ser mecánica o asistida para “auxiliar” al sistema de dirección mecánica del automóvil, pero ¿de qué, o más bien de qué partes, está hecho exactamente?

Las principales partes que constituyen dicho sistema de un automóvil son el volante, la columna de dirección y el piñón, las juntas universales, la cremallera, las varillas, las rótulas, etc. De lo cual te explicaremos un más adelante.

Con o sin dirección asistida, estas piezas siempre estarán presentes y serán necesarias. La pieza central de la dirección de un automóvil es la cremallera. Es este el que recibe las informaciones de movimiento transmitidas por el volante y el que las retransmite a las ruedas gracias a los tirantes y a la rótula de dirección.

Asimismo, el sistema de dirección de manera asistida se centraliza en la ayuda de la cremallera. Siendo esta parte la única que será auxiliada en su movimiento para facilitar el giro de las ruedas. El resto de piezas seguirán la marcha del bastidor. Así que debes conoce que la dirección asistida ayuda a la cremallera de dirección.

Cuando el volante gira, se activa todo el sistema de dirección. La rotación comienza con la columna de dirección, el eje cardán y el mecanismo de dirección. Este, comenzando a girar, impulsa la cremallera. A su vez, esto activa las varillas de dirección y las rótulas para hacer girar las ruedas.

¿Cuáles son sus funciones?

El sistema de dirección tiene que transferir el movimiento de rotación creado por el volante a las ruedas cumpliendo los siguientes requisitos:

• Maniobrabilidad:

Tiene que ser capaz de transferir los movimientos como se mencionó anteriormente, pero con el menor esfuerzo para facilitar la maniobrabilidad del conductor.

• Irreversibilidad:

Cuando se habla de irreversibilidad se refiere a limitar aquellas posibles devoluciones, impactos o tensiones que puedan crearse sobre las ruedas o el volante.

• Estabilidad:

Aquí debe permitir un retorno automático a la perspectiva lineal o recta y mantener la posición media sin esfuerzo.

• Precisión:

Debe transmitir cada movimiento del volante sin juego.

• Fiabilidad:

La transferencia de la fuerza creada por el volante del coche a las ruedas tiene que realizarse por medio de elementos mecánicos. Además el desenvolvimiento de los ejes formados por el eje de pivote y la bola de control se cruzan en el centro del eje trasero.

Tipo de sistemas de dirección

Los sistemas de direcciones se conocen básicamente por 2 grandes ramas, las cuales son:

1.  Direcciones simples (mecánicas)

Son aquellas en las que el conductor aporta toda la fuerza de torsión para dirigir las ruedas. Aprovechan las ventajas de ofrecer dos marchas y un enganche para multiplicar la fuerza a aplicar por el conductor y cumplir con todas las condiciones requeridas para una dirección (seguridad, flexibilidad, precisión, irreversibilidad). Este sistema se divide en los siguientes diseños:

Sistema de dirección de piñón y cremallera

El sistema de dirección más común, la cremallera y el piñón, recibe su nombre de los dos engranajes que utiliza, la cremallera (el engranaje lineal) y el piñón (engranaje circular). Este sistema se usa en la mayoría de los automóviles y generalmente no se usa en vehículos pesados. Su funcionamiento puede parecer complejo, pero utiliza una física bastante simple.

¡Construcción!

El volante tiene un eje adjunto y al extremo contrario del eje se encuentra ubicado el piñón. Este se sitúa en el segmento superior de la cremallera y se mueve al mismo tiempo que el volante. El extremo del bastidor posee algo llamado barra de acoplamiento. Los tirantes se conectan al brazo de dirección que al mismo tiempo está conectado al cubo de la rueda. En adelante al funcionamiento de piñón y cremallera.

¿Cómo trabaja?            

Al momento que giras el volante, el eje gira junto con él. Lo que al mismo tiempo hace girar el piñón ubicado en la parte alta de la cremallera. La rotación del piñón hace que la cremallera se mueva linealmente moviendo la barra de dirección y la barra de acoplamiento conectada al brazo de dirección hace que la rueda gire.

El tamaño del piñón afecta la cantidad de giro que obtienes. Si el piñón es de gran tamaño, significa que obtendrás más giro con una menor rotación del volante, lo que hará que sea más difícil de controlar. Por otro lado, un piñón más pequeño significa que será más fácil de controlar, pero necesitarás varios giros del volante para hacer la esquina del automóvil.

Así es como funciona el sistema de piñón y cremallera. Es un dispositivo simple, sin embargo, puede usar múltiples sistemas complejos y avanzados que pueden hacer que su uso sea aún mejor.

Sistema de bola de recirculación

Conocido por diferentes nombres como gusano y sector o bola y tuerca de recirculación, este diseño se encuentra generalmente en automóviles viejos y coches pesados ​​como camiones. Su funcionamiento es diferente a un piñón y cremallera. Ahora te mostraremos la construcción de dicho sistema para luego explicarte como trabaja.

¡Construcción!

El sistema de dirección tiene dos engranajes, el engranaje helicoidal y el engranaje de sector. El volante se encuentra conectado a un eje roscado acoplado a un bloque. El tornillo “sin fin” es bastante grande y pasa por el bloque que se encuentra roscado de tal forma que deja entrar dicho tornillo.

Este bloque tiene dientes de engranaje fuera de él al que está acoplado el engranaje de sector. Este sector de engranajes se conecta luego al brazo pitman mientras que el brazo pitman se une a la barra de acoplamiento. Además hay cojinetes de bolas dentro del bloque que llenan la rosca del tornillo sin fin.

¿Cómo trabaja?

Cuando te propones girar en tu vehículo el volante, el eje acoplado a la dirección también gira. El engranaje está atornillado para no moverse hacia arriba y hacia abajo. Esto hace que el bloque y el tornillo sin fin giren. La rotación hace que el bloque se mueva, ya que nada lo sujeta. El bloque móvil mueve entonces el engranaje del sector que al mismo tiempo mueve el brazo pitman.

La rosca del engranaje helicoidal está llena de cojinetes de bolas que reducen la fricción y evitan la inclinación del engranaje. Así es como funciona este sistema de dirección que rara vez se usa ahora y se encuentra principalmente en camiones.

Con la explicación de ambos sistemas de dirección hecha, ahora pasamos al sistema de dirección asistida, que no es un sistema en sí mismo, sino la opción de soporte que ayuda a ambos sistemas de dirección al minimizar el trabajo que el chofer necesitaría hacer.

2.  Direcciones asistidas

Los sistemas de direcciones asistidas en un automóvil se utilizan, como su nombre indica, para auxiliar a los conductores en los diferentes cambios de direcciones, ya que facilita considerablemente el desplazamiento de las ruedas al momento de girar, sobre las que, en los autos de tracción descansa todo el peso.

Consecuentemente, los giros o maniobras se vuelven más suaves, fáciles y rápidos. Dicho esto, este diseño de asistencia para dirección no solo es utilizado para modificar la dirección del coche. ¡También se utiliza cuando el vehículo va de forma recta!

Por otra parte, también permite evitar sentir en el volante los golpes que sufren las ruedas. Estos choques pueden provenir por ejemplo de una carretera en mal estado, un obstáculo, un pinchazo. El sistema de dirección asistida es, por ende, un elemento precioso que acompaña al mentor a diario.

Los coches que carecen de esta asistencia de dirección son más difíciles de llevar (físicamente). En realidad, sin ayuda, el volante soporta “todo el peso” de los distintos componentes que admiten la movilidad en las ruedas. Entonces, girar el volante se vuelve más complicado si no posees una dirección asistida.

Incluso si tu vehículo posee una dirección asistida, el mando o volante constantemente estará acoplado a las diferentes partes naturales del coche que consienten la dirección. Debido a esto, si llegará a fallar el apoyo que asiste la dirección, aún podrás continuar maniobrando el volante de forma eficiente.

¿Qué tipos asistencia existen?

Los tipos de sistemas asistidos se definen por el complemento que apoya la dirección tradicional, los cuales son:

Asistencia hidráulica (DAH)

En el contexto hidráulico, hoy en día están surgiendo nuevas piezas para auxiliar la movilidad o maniobrabilidad y, así mismo el sistema de dirección nativo.

Entonces, para un sistema hidráulico encontrarás:

• Un depósito de aceite.
• Una bomba hidráulica.
• Un distribuidor.
• Un bloque de asistencia.

Toco comienza al momento que se enciende el motor de tu vehículo, ya que el líquido que circula en la dirección tiende a acumular una presión generada por la bomba hidráulica. Dicha bomba es impulsada por una correa que entra en movilidad al encender el motor.

Entonces, el líquido de alta presión que produce la dirección se despacha después al distribuidor, que rápidamente será devuelto a baja presión a la unidad de asistencia. El distribuidor en sí, obedeciendo el movimiento realizado por la dirección y despachará el aceite a la unidad de potencia para direccionar el vehículo (a través de una salida u otra) según la dirección deseada.

Debido a esto, es en este preciso instante en el que funciona la ayuda para la cremallera, cuando llega el aceite al dispositivo de asistencia que constituye un circuito cerrado con el servomotor y el enfriador.

Esto último consiente, en particular, bajar la temperatura del aceite, que se ha calentado mucho con la presión. El sistema de dirección asistida hidráulica funciona mecánicamente. De tal forma que, funciona continuamente hasta que el motor se detiene por completo.

Asistencia electrohidráulica (DAEH)

Acá te toparás con partes idénticas al sistema hidráulico con, además, una computadora. El principio de funcionamiento del sistema es el mismo que el del sistema hidráulico con una diferencia: la bomba hidráulica es accionada eléctricamente por la computadora y no mecánicamente.

El mayor beneficio de este sistema sobre el sistema hidráulico es que la bomba hidráulica puede gestionar la potencia de su velocidad según la necesidad del coche. Esto significa que estará a toda velocidad en las curvas o a baja velocidad. Por el contrario, será a bajas revoluciones mientras el coche va de forma recta o en circunstancias de mayor velocidad.

Dicho sistema de asistencia electrohidráulica ahorra combustible en comparación con el hidráulico. De hecho, admite dejar de monopolizar el cinturón de accesorio. Adicionalmente, la ECU optimiza enormemente el trabajo del sistema, economizando energía.

Asistencia eléctrica (DAE, EPS O EPAS)

Para dicho sistema de dirección se utilizan los siguientes componentes:

• Una calculadora.
• Un motor eléctrico.
• Un sensor de par.

Aquí el circuito hidráulico desaparece por completo, ya que todo se gestiona de forma electrónica.

¿Cómo funciona?                      

Aquí el sensor de par calcula la posición y el par aplicado por la columna de dirección. Esta información llega a la ECU que después automatizará el par de asistencia adicional requerido. Entonces puede aplicarlo gracias al motor eléctrico. Esto de manera simultánea impulsará la cremallera y, por tanto, las ruedas.

Este método totalmente eléctrico solo maniobra el sistema de dirección netamente cuando se requiera. De modo que, en condiciones lineales o de poca velocidad no trabajará. Por otra parte, considera que dicho sistema de asistencia es especialmente eficiente para coches urbanos y crossover.

Para otros tipos como SUV, 4X4 o vehículos deportivos, es utilizado el sistema de dirección asistida eléctrica “con transmisión por correa”. Esto incluye un motor eléctrico acompañado de una pequeña correa dentada, ya que es preciso para autos que demandan grandes potencias.

El sistema de dirección eléctrica permite un ahorro real de combustible porque no funciona de forma continua. Eventualmente reemplazará los sistemas de dirección asistida hidráulica y electrohidráulica.

¿Cuáles son las señales de que tienes un problema con la dirección asistida?

Básicamente, pueden presentarse 3 principales señales que te indican un mal funcionamiento del sistema de dirección asistida y son las siguientes:

1. Un volante duro

Es te es el primer síntoma de una dirección asistida cansada o fuera de servicio: el volante es cada vez más difícil de girar. Cuando esto sucede, generalmente le falta aceite al sistema de dirección en el frasco, debido a una fuga en la mayoría de los casos.

Esto tiene el efecto de “secar” la bomba de la dirección asistida. Por eso debes verificar este nivel debajo de tu vehículo, así como en la placa debajo de tu motor si hay uno, que no haya derrames de aceite. También abre el frasco de aceite DA para nivelarlo.

• Consulta las instrucciones del fabricante para conocer el tipo de aceite recomendado y la cantidad de llenado.

2. Un volante lento

Otro síntoma, todavía en el lado del volante: la dirección asistida parece menos sensible. Luego, sientes un retraso entre el instante en que giras el volante y el instante en que las ruedas terminan de girar en el sentido deseado. Este síntoma también se debe a una bomba de dirección defectuosa, cuyo problema puede ir más allá de una simple falta de aceite.

En cualquier caso, considera que un mínimo cambio o comportamiento anormal de tu dirección asistida debe tomarse en serio, y por tanto debes evitar conducir con el riesgo de dañar otros componentes que son mucho más costosos de tener.

3. Chirridos anormales

Y debido a que cualquier buen problema con tu automóvil siempre va acompañado de ruidos sospechosos y anormales, el sistema de dirección asistida seguramente te permitirá escuchar que hay un problema.

Ya sea por falta de aceite DA, una bomba DA defectuosa, una polea cansada o una cremallera dañada, la dirección asistida emitirá un chirrido profundo cuando gire la marcha.

Ya sea que cambies de dirección levemente o gire completamente, este ruido sordo es una muy mala señal: verifica el nivel de aceite inmediatamente y, si es bueno, deja de conducir y haz que diagnostiquen tu vehículo.

¿Cómo se realiza el mantenimiento del sistema?

Aunque la dirección es una parte mecánica que los propietarios de vehículos suelen pasar por alto cuando se trata de su mantenimiento. Es fácil mantener saludable el sistema de liderazgo durante más tiempo.

Primero, se monitorea el líquido de la dirección para reemplazarlo en los intervalos sugeridos en el manual del fabricante. Esto evitará que se corrompa con agua u otro contaminante del fluido. Para un automóvil con un sistema de dirección asistida hidráulica, se habla de un cambio de líquido, aproximadamente cada 4 a 5 años.

Entonces, hay que tener cuidado con las fugas. Por tanto, se debe comprobar el estado de las tuberías y la estanqueidad del tapón. Las piezas se pueden revisar para asegurarte de que estén en buenas condiciones y lubricadas. Hay filtros que también deben reemplazarse después de un cierto período de tiempo.

Independientemente del tipo de dirección que esté presente en tu automóvil, el servicio es responsable de inspeccionar rigurosamente su estado. Principalmente en las rótulas, la cremallera, los tirantes y los extremos de dirección.

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