El documento trata sobre la dirección de los vehículos. Explica los componentes principales del sistema de dirección como el volante, la columna de dirección, la caja de dirección y las ruedas. También describe conceptos geométricos clave como el ángulo de salida, caída y avance que determinan el correcto funcionamiento de la dirección. Finalmente, analiza cómo estos ángulos afectan el desgaste de los neumáticos y la estabilidad del vehículo.

1. Nicolás Colado.
Instituto Jovellanos. Madrid.
La dirección.
Tema 9. CFSD.

2. ÍNDICE
1. LA DIRECCIÓN
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
3. ALINEADO DE LA DIRECCIÓN
2

3. El sistema de dirección es el encargado de orientar las
ruedas del vehículo siguiendo los deseos del conductor.
1. LA DIRECCIÓN
En todo caso debe cumplir
• Mantener la estabilidad en línea recta y en curvas.
• Ser preciso y de fácil manejo.
• Tener un mantenimiento y durabilidad razonables.
14/03/2019 N. Colado 3

4. • El momento de esfuerzo en el
volante es igual al momento
resistente en la caja de dirección.
F1 x R1 = F2 x R2
1. LA DIRECCIÓN
Momento o par aplicado al volante
Mecanismo desmultiplicador
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5. Determina la proporción existente entre el ángulo descrito por
el volante y el ángulo girado por las ruedas directrices
Ejemplo
• En un giro completo de
volante se obtiene un ángulo
de giro en las ruedas de
30º. ¿cuál es la relación de
desmultiplicación?
Rd = 360
30
12=
1. LA DIRECCIÓN
Relación de transmisión.
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6. Volante
Columna de
dirección
Caja o mecanismo
de dirección
Timonería de
mando
1. LA DIRECCIÓN
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7. Volante
Columna de
dirección
Caja o mecanismo
de dirección
Timonería
de mando
Ruedas
Ruedas
1. LA DIRECCIÓN
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8. Está diseñado de forma ergonómica
con dos o tres brazos, con la
finalidad de obtener mayor facilidad
de manejo y comodidad.
1. LA DIRECCIÓN
Volante
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9. Consiste en un árbol articulado o colapsable que une el
mecanismo de dirección con el volante.
1. LA DIRECCIÓN
Columna de la dirección
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10. Junta Cardan
Unión Fusible Unión Retráctil
1. LA DIRECCIÓN
Columna de la dirección
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11. La caja de dirección transforma el movimiento giratorio del volante en
otro rectilíneo transversal al vehículo.
• Cremallera.
• Cremallera de relación variable.
• Tornillo sinfín y sector dentado.
• Tornillo sinfín y rodillo.
• Tornillo sinfín y dedo.
• Tornillo sinfín y tuerca.
• Tornillo sinfín y tuerca con recirculación de bolas.
1. LA DIRECCIÓN
Caja o mecanismos de la dirección
El movimiento transversal hace girar a las ruedas mediante las
bieletas o brazos de acoplamiento.
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12. Es la mas utilizada en los vehículos de turismo, sobre todo en los de
motor y tracción delantera.
La cremallera se une directamente a los brazos de acoplamiento de
las ruedas a través de las bieletas de dirección.
1. LA DIRECCIÓN
Cremallera
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13. 1. LA DIRECCIÓN
Otros tipos: tornillo sin fin, recirculación de bolas
14/03/2019 N. Colado 13

14. 2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Son un conjunto de ángulos y condiciones geométricas
que hacen que la dirección sea precisa, cómoda y
segura.
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15. 2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Al trazar una curva, la rueda exterior recorre mas
distancia que la interior
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16. 2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
El condición geométrica de Ackermann es una disposición de los
órganos de la dirección del vehículo que permite que la rueda
interior a la curva gire un ángulo mayor que la exterior, con lo que
ninguna de las dos patina.
El paralelogramo de Ackermann consigue que coincida el centro
instantáneo de rotación de todas las ruedas, CIR
Condición geométrica de la dirección
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17. El condición geométrica de
Ackermann se logra dando a
los brazos de acoplamiento
una inclinación determinada.
La figura resultante está
formada por:
• El propio eje delantero
(AB)
• Los dos brazos de
acoplamiento (AC y BD)
• La barra de acoplamiento
(CD).
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Condición geométrica de la dirección
14/03/2019 N. Colado 17

18. Para que se verifique esta condición fundamental es necesario que
las cuatro ruedas del vehículo se orienten en curva de manera que
describan circunferencias de radios con el mismo centro (centro
instantáneo de rotación).
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Condición geométrica de la dirección
14/03/2019 N. Colado 18
CIR IES
Jovellanos

19. • Para que el funcionamiento de la de dirección resulte adecuado,
además de la condición geométrica de la dirección, el coche debe
cumplir las cotas de la dirección
Las cotas que determinan la geometría del sistema de
dirección son:
•Ángulo de salida o King-pin
•Ángulo de caída o Camber
•Ángulo de avance o Caster
•Cotas conjugadas
•Convergencia de las ruedas o toe-in, toe-out
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Cotas de la dirección
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20. 2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
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21. ¿QUE ES EL PIVOTE?
“Es el eje sobre el cual gira la rueda para orientarse”
Suspensión Trapecio Articulado Suspensión McPherson
Pivote
Pivote
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de salida del pivote
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22. • Sea el pivote, A, y el
punto de contacto del
neumático sobre el
suelo, R.
R
C
A
• Cuanto más corto sea
el brazo C, menor será
el esfuerzo necesario
para vencer este par
resistente.
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de salida del pivote
• Para orientar la rueda
es preciso un esfuerzo
capaz de vencer el par
resistente R x C.
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23. R
C
A
• Si acortamos el brazo
resistente, C, disminuimos
el par necesario para
orientar la rueda.
• Vasta con darle al pivote
la inclinación adecuada para
que forme un cierto ángulo,
, con la prolongación del
eje vertical.

2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de salida del pivote
Es lo que llamamos
Salida del pivote o King Pin
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24. • Reduce el esfuerzo
para orientar la
ruedas.
• Disminuye el ángulo
de caída reduciendo
el desgaste del
neumático.
• Favorece la
reversibilidad de la
dirección después
de un viraje.

2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de salida del pivote
14/03/2019 N. Colado 24

25. Síntomas del ángulo de Salida incorrecto:
•Sobre la cubierta: Al pasar la mano por la banda de
rodadura, ésta se presenta lisa y sin rebabas, apreciándose
un desgaste creciente de un borde a otro.
•Sobre la dinámica del vehículo:
• O falta o exceso de reversibilidad de la dirección.
• Necesidad de corregir constantemente la dirección.
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de salida del pivote
• Suele valer entre 5 y 10º, siendo en la mayoría de los
vehículos de 6 a 7º.
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26. 2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de salida del pivote
14/03/2019 N. Colado 26

27. • Se llama ángulo de caída al
ángulo "Ac" que forma la
prolongación del eje de
simetría de la rueda con el
vertical que pasa por su
centro.
• El ángulo se consigue dando al
eje de la mangueta una cierta
inclinación.
• Su objeto es desplazar el
peso del vehículo hacia el
interior de la mangueta.
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de caída
14/03/2019 N. Colado 27

28. 2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de caída
14/03/2019 N. Colado 28

29. • También se llama
inclinación de rueda o
Camber.
• Es un ángulo muy
pequeño, que está
comprendido entre 0º
y 2º

2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de caída
14/03/2019 N. Colado 29

30. Angulo de caída
Positivo
La parte superior de la
rueda sobresale de la
carrocería más que la
parte inferior
Angulo de Caída
Negativo
La parte inferior de la
rueda sobresale de la
carrocería más que la
parte superior
+ -
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de caída
14/03/2019 N. Colado 30

31. Efectos:
• Un ángulo de caída fuera de tolerancias, provoca que el vehículo
se desvíe en su trayectoria al lado de más caída.
Una diferencia superior a un grado entre los dos lados, hace
necesario corregir con el volante.
Re = Radio de la cara externa de la banda de rodadura
Ri = Radio de la cara interna de la banda de rodadura
B = Brazo de palanca transversal
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de caída
14/03/2019 N. Colado 31

32. Síntomas del ángulo de caída en mal estado.
• Sobre la cubierta: Al pasar la mano por la banda de
rodadura, ésta está lisa y sin rebabas, apreciándose un
desgaste creciente de un borde a otro.
•Sobre el vehículo:
CAÍDA
excesiva Desgaste pronunciado en el borde
exterior de las cubiertas.
POSITIVA Diferentes en
ambos lados
Desviación hacía el lado en que
tenga más caída
CAÍDA
Excesiva Desgaste pronunciado en el borde
interior de las cubiertas.
NEGATIVA Diferente en
ambos lados
Desviación hacía el lado de que
tenga menos caída
CAIDA
POSITIVA
CAIDA
NEGATIVA
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de caída
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33. Vertical
Eje de Pivote
AVANCE
Punto de incidencia
del pivote
Punto de contacto
del neumático
• Es el ángulo formado
por la prolongación del
eje pivote con la vertical
que pasa por el centro de
la rueda (visto el vehículo
lateralmente) y en
sentido de avance de la
misma.
• Este ángulo está
comprendido entre 5º y
10º en vehículos con
propulsión trasera, y en
vehículos de tracción
delantera entre 0º y 3º.
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de avance
14/03/2019 N. Colado 33

34. Sentido de
marcha
Sentido de
marcha
Angulo de avance
Positivo
El extremo inferior del eje de
pivotamiento está adelantado
respecto al superior.
Angulo de avance
Negativo
El extremo inferior del eje de
pivotamiento está retrasado
respecto al superior.
+ -
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de avance
14/03/2019 N. Colado 34

35. • Si el avance es excesivo,
las ruedas se orienten
violentamente.
• Si el avance es
insuficiente, la dirección se
vuelve inestable.
• El ángulo de avance suele
estar comprendido entre 0
y 4º para vehículos con
tracción delantera y de 6 a
12º para vehículos con
propulsión trasera.
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de avance
14/03/2019 N. Colado 35

36. 2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de avance
14/03/2019 N. Colado 36

37.  En la rueda exterior a la curva, provoca una caída Negativa.
Al girar, el avance se complementa con el de caída:
Angulo de Caída
negativo Angulo de
Caída positivo
 En la rueda interior a la curva, provoca una caída Positiva.
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de avance
14/03/2019 N. Colado 37

38. Síntomas del ángulo de Avance en mal estado.
•Sobre la cubierta:
•Sobre el vehículo:
Ningún desgaste característico.
Insuficiente - Falta de reversibilidad.
- Falta estabilidad de dirección
ÁNGULO
DE
AVANCE
Excesivo - Dirección dura, inestable en virajes.
- Excesiva reversibilidad.
Desigual - Tira hacía el lado del ángulo menor.
- Inestabilidad de la dirección.
AVANCE
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
Angulo de avance
14/03/2019 N. Colado 38

39. • El ángulo incluido está
formado por la suma de los
ángulos de Caída y Salida.
• Es decir, la distancia B
comprendida entre el punto
de corte con el suelo del eje
de rueda y el eje del pivote.
• Esta distancia se conoce
como radio de rodadura o
radio de pivotamiento.
Angulo de Caída
Angulo Incluido
Angulo de Salida
B
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 39
Angulo incluido

40. Radio de rodadura Positivo
La prolongación del pivote
corta el eje del plano medio de
la rueda por debajo del suelo
Radio de rodadura Negativo
La prolongación del pivote
corta el eje del plano medio de
la rueda por encima del suelo
Radio de rodadura Nulo
La prolongación del pivote
corta el eje del plano medio de
la rueda en su punto de
contacto con el suelo
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 40
Angulo incluido

41. • Es el conjunto
formado por los
ángulos de Salida y
Caída junto con el de
Avance.
 Salida
 Caída
 Avance
R resistencia de rodadura
F fuerza motriz
A-B Líneas de convergencia
• Determinan el punto
de incidencia del
pivote con respecto a
la superficie de
contacto del
neumático con el
suelo.
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 41
Cotas conjugadas

42. Radio de rodadura Positivo
Dada la proyección del eje de giro hacia el interior
del neumático, al acelerar, la rueda tendera a
cerrarse, mientras que al frenar, tendera a abrirse .
Radio de rodadura Negativo
Aquí la proyección del eje de pivote se encuentra
hacia el exterior del neumático, al acelerar tendera a
abrirse, mientras que al frenar tendera a cerrase.
Las fuerzas de aceleración y frenado se transmitirán al suelo a
través del punto que corresponde con el centro de la huella
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 42
Cotas conjugadas

43. • Si el coche lleva propulsión
trasera, el empuje pasa a la
rueda delantera a través del
pivote y el neumático ejerce
resistencia, esto origina un par
de giro que tiende a abrir las
ruedas delanteras.
• En vehículos con tracción
delantera el efecto es el
contrario, por lo que las ruedas
se colocan con una ligera
divergencia.
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 43
La convergencia contrarresta el par de orientación que se forma entre el
empuje y el rozamiento de la rueda y que tiende a cambiar la posición de esta.
Convergencia

44. • Una convergencia insuficiente provoca un desgaste lateral en el
interior de los neumáticos.
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 44
• Una convergencia excesiva provoca un desgaste lateral en la
zona exterior de los neumáticos.
Convergencia

45. Convergencia
Positiva
Las ruedas tienden a
converger, es decir, a cerrarse.
La distancia (A) es menor que
la distancia (B).
Convergencia Negativa
(Divergencia)
Las ruedas tienden a diverger,
es decir, a abrirse. La
distancia (A) es mayor que la
distancia (B).
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 45
Convergencia

46. Función:
Mantener las ruedas paralelas durante la marcha del vehículo,
contrarrestando los efectos de:
El ángulo de caída.
El tipo de tracción o propulsión del vehículo.
RUEDAS ANTERIORES
MOTRICES
Durante el rodaje se
produce el cierre de las
ruedas. En este caso hay
que dar una apertura
inicial o divergencia.
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 46
Convergencia

47. RUEDAS POSTERIORES MOTRICES
Durante el rodaje se produce una apertura de las ruedas, por
tanto, hay que dar un cierre inicial o convergencia.
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 47
Convergencia

48. Síntomas de convergencia en mal estado.
•Sobre la cubierta: aparecen rebabas el la banda de rodadura
Si las rebabas se sienten pasando la
mano hacía el interior indica una
convergencia escasa o un exceso de
divergencia.
Si las rebabas se sienten pasando la
mano hacía el exterior indica una
convergencia excesiva o una escasa
divergencia.
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 48
Convergencia

49. Se expresa en dos valores en grados girando las ruedas,
considerando una fija en un giro de 20º (la exterior).
En línea recta, las ruedas pueden tener convergencia; pero al virar,
progresivamente toman una posición divergente, que se acentuada
con el aumento del ángulo de giro.
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 49
Radio de viraje

50. • La posición de la caja de cremallera influye en las variaciones de
paralelismo de las ruedas directrices durante las oscilaciones de la
suspensión.
• Cuanto más elevada se encuentra la caja de cremallera, con
respecto al plano de rodadura, mayor es la variación
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 50
Altura de la cremellera

51. • Para comprobar esta cota se mide la convergencia en dos alturas:
1º) Altura de marcha del vehículo del tren delantero (baja).
2º) Se eleva el tren delantero a una altura determinada por el fabricante.
• La variación de paralelismo obtenida debe estar en cotas e igual para las dos
ruedas.
• El vehículo que no tiene reglaje y está fuera de cotas, se
supondrá que hay una deformación de la carrocería o de la caja de
cremallera.
Demasiada variación
de paralelismo
Variación
desigualmente
repartida
Desgaste rápido de los neumáticos
y perdida de adherencia
Inestabilidad: desviación hacia un
lado en aceleración y hacia el otro
en frenada
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 51
Altura de la cremellera

52. La perpendicular del eje trasero no está alineada con el eje
longitudinal del vehículo
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 52
Angulo de empuje
El vehículo tiende a desviarse

53. • Es el adelanto o retraso de una rueda respecto a la otra del mismo
eje.
2. GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 53
Retraso de rueda (set back)

54. • La alineación es el
conjunto de operaciones
destinadas al control de
los ángulos de la
geometría de la dirección
en ambos ejes.
•Con ello se busca
asegurar que las ruedas
ocupan el lugar definido
por el fabricante.
3. ALINEADO DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 54

55. 3. ALINEADO DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 55
Pasos a seguir
1. Control de la presión de los neumáticos
2. Control de la altura del bastidor
3. Seguir el proceso de alineación estipulado
por el fabricante
Las PRESIONES de los neumáticos se
controlan y rectifican en FRIO.

56. 3. ALINEADO DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 56
Pasos a seguir
1. Subimos a los platos gniométricos y verificamos si las
cubiertas presentan desgastes irregulares.

57. 2. Ponemos la presión estipulada y verificamos el estado de los
elementos mecánicos (rótulas, bieletas, …)
3. ALINEADO DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 57
Pasos a seguir

58. 3. ALINEADO DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 58
Pasos a seguir
3. Para realizar la compensación del alabeo, debes elevar el
vehículo por la parte posterior hasta que las ruedas queden
libres. Repite el proceso con el tren delantero

59. 3. ALINEADO DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 59
Pasos a seguir
4. Coloca las garras en las llantas y verifica que están niveladas.
5. Pon el freno en el vehículo y bachea la suspensión para que
asiente correctamente.
6. El siguiente paso es realizar la medida del avance, salida,
divergencia en curva y máximo ángulo de giro.

60. 3. ALINEADO DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 60
Pasos a seguir
7. El sistema nos muestra que valores están dentro de
tolerancia y cuales están fuera.

61. 3. ALINEADO DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 61
Pasos a seguir
8. A continuación nos indicará el procedimiento para hacer las
correcciones oportunas sobre el vehículo

62. 3. ALINEADO DE LA DIRECCIÓN
14/03/2019 N. Colado 62
Pasos a seguir
9. Finalmente se muestra una comparativa del estado del
vehículo antes y después de las correcciones.