Este documento describe la servodirección electromecánica, incluyendo sus componentes, funcionamiento y diferencias con la dirección asistida hidráulica. Explica que la servodirección electromecánica usa un motor eléctrico para proporcionar asistencia de dirección a través de un engranaje de sin fin, ofreciendo una sensación de dirección directa independiente de las condiciones de la carretera. También señala que este sistema se usa actualmente en el Volkswagen Lupo 3L TDI.

1. Servodirección electromecánica
Diseño y funcionamiento
Programa autodidáctico 225
Service.

2. 2
El Programa autodidáctico informa sobre y
diseños y modos de funcionamiento de nuevos
desarrollos.
Los contenidos no se someten a actualizaciones.
Las instrucciones de comprobación, ajuste y reparación se
consultarán en la documentación del Servicio Postventa
prevista para esos efectos.
La servodirección electromecánica apoya los
movimientos de mando del conductor con ayuda
de un motor eléctrico, encargado de impulsar un
engranaje de sin fin. El sistema trabaja en
función de la velocidad y transmite al conductor
una sensación de dirección directa, sin las
influencias entorpecedoras causadas por el
pavimento.
Con este Programa autodidácticos puede
obtener una noción de esta nueva tecnología y
conocer las diferencias con respecto a la
probada dirección asistida hidráulica.
La servodirección electromecánica se monta
actualmente en el Lupo 3L TDI.
El
secreto de la
servodirección
electromecánica
NUEVO Atención
Nota
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3. 3
Referencia rápida
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Parte mecánica de la dirección . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Estructura del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Parte electrónica de la dirección . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Descripción del funcionamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Esquema de funciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Pruebe sus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

4. 4
Componentes de la columna de
dirección
Los componentes principales de la nueva
dirección asistida son:
- mando combinado en la columna de
dirección,
- tubo envolvente,
- engranaje de sin fin con
transmisor de posición de la dirección y
transmisor del par de dirección
- motor para
servodirección electromecánica,
- unidad de control para la electrónica de la
columna de dirección y
- eje de crucetas hacia la caja de dirección
mecánica.
Introducción
Mando combinado en la
columna de dirección
Tubo envolvente
Engranaje de sin fin
Unidad de control
para electrónica de la
columna de dirección
Motor para
servodirección
electromecánica
Eje de crucetas
hacia la caja de dirección
mecánica 225_002

5. 5
Lo que conviene saber sobre el
funcionamiento de la servodirección
electromecánica:
1. El sistema ofrece al conductor una
servoasistencia de dirección independiente
de las condiciones del pavimento.
2. Los movimientos al volante del conductor se
transmiten a través del eje de dirección y un
husillo intermedio hacia el engranaje de sin
fin y la caja de dirección.
3. El retrogiro de la dirección a la posición recta
es apoyado por la servodirección
electromecánica.
4. El sistema transmite al conductor el tacto
correspondiente a las condiciones del
pavimento.
5. El sistema vigila sus señales de entrada y
salida, así como el funcionamiento de los
componentes que participan.
6. La columna de dirección de seguridad es
regulable en altura y corresponde al
probado concepto anti-colisión del Lupo.
7. Ofrece características de protección
antirrobo mediante una cerradura en
el eje de dirección.
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6. 6
Introducción
Mando combinado y
cerradura del volante
Tubo envolvente con
reglaje en altura
Unidad de control con sensores,
motor eléctrico y
engranaje de sin fin
Eje de crucetas
Cuadro general
Caja de la dirección
El sistema de la servodirección electromecánica
está agrupado en una unidad compacta. Todos
los componentes, tales como la unidad de
control, el motor eléctrico y los sensores
necesarios para la gestión, forman parte de esta
unidad. De esa forma se elimina un cableado
complejo.
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7. 7
Hidráulica Electromecánica
Peso 16,3 kg 11,3 kg
Potencia absorbida
en ciudad
en autopista
400 W 25 W
800 - 1.000 W 10 W
Mayor consumo en
comparación con la caja de
dirección mecánica,
en ltr./100 km
0,1l * 0,01 **
* referido al motor SDI de 44 kW ** referido al Lupo 3L con
motor 1,2 ltr. TDI
Servodirección electromecánica
En el caso de la dirección asistida hidráulica, los
componentes del sistema intervienen en la
operación de direccionamiento detrás del eje de
crucetas, estableciendo la servoasistencia por
medio de presión de aceite.
En el caso de la servodirección electromecánica,
la servoasistencia se establece antes del eje de
crucetas. El par de la servoasistencia es
suministrado en este sistema por parte de un
motor eléctrico.
Comparativa:
Los datos técnicos ponen en relieve las diferencias.
Servodirección hidráulica
El funcionamiento de la servodirección electromecánica es básicamente diferente al de los sistemas
hidráulicos.
Eje de crucetas
Eje de crucetas
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8. 8
Columna de dirección y sus componentes
Los componentes esenciales de la servodirección
electromecánica son:
- Eje de dirección
- Tubo envolvente con reglaje en altura
- Husillo intermedio
- Barra de torsión
- Carcasa de sensores con
transmisor del par de dirección y
transmisor de posición de la dirección
- Motor eléctrico
y acoplamiento
- Accionamiento por sin fin y
rueda dentada
- Carcasa de engranajes
- Unidad de control para electrónica de la
columna de dirección
- Eje de crucetas
Parte mecánica de la dirección
Accionamiento por
sin fin y rueda
dentada
Motor eléctrico
Carcasa de sensores con
transmisor del par de dirección y
transmisor de posición de la
dirección
Barra de torsión
Husillo intermedio
Eje de crucetas Unidad de control para electrónica
de la columna de dirección
Eje de dirección
Tubo envolvente con reglaje en altura
Acoplamiento
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9. 9
Barra de torsión
El componente central de la servodirección
electromecánica es la barra de torsión.
Las características de su material permiten una
deformación elástica definida en torno a su eje
geométrico longitudinal. La barra de torsión
establece la comunicación mecánica entre el
husillo intermedio y el eje del accionamiento de
sin fin.
Funcionamiento
A través de esta unión, el husillo intermedio y el
eje del accionamiento de sin fin pueden
decalarse mutuamente en una pequeña
magnitud. Este pequeño ángulo resulta
suficiente para que el sistema pueda detectar el
comienzo de un movimiento de dirección.
Barra de torsión
Eje del accionamiento
por sin fin con
rueda dentada
Husillo
intermedio
Unidad
ensamblada
Unión mecánica
Retorcedura de la barra de torsión al
comienzo de un movimiento de dirección
Rodamiento de bolas
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10. 10
Engranaje de sin fin
El engranaje de sin fin se aloja en una carcasa
de aluminio, a la cual también va fijado el motor
eléctrico.
Un sin fin en el eje del motor trabaja contra la
rueda dentada que se encuentra en el eje de
dirección. Tiene una relación de transmisión de
22:1. El cuerpo de la rueda dentada y el sin fin
son de metal. La corona dentada es de plástico.
De esa forma se reduce la posible sonoridad
mecánica.
Parte mecánica de la dirección
Motor eléctrico
Acoplamiento de goma
Carcasa
Eje del engranaje de sin fin
con rueda dentada
Sin fin
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11. 11
Reglaje en altura
El mecanismo para el reglaje de la altura va
unido fijamente al tubo envolvente. La carrera
regulable es de 39 mm.
Eje de crucetas
Ambas crucetas están comunicadas por medio
de un brazo telescópico corto. Sirve para
compensar las longitudes del reglaje en altura y
para la protección de los ocupantes en caso de
una colisión frontal.
Al desplazar el volante hacia arriba se contrae
el brazo telescópico. De esa forma se reduce la
distancia entre el volante y la caja de dirección.
Al colocar el volante en una posición baja
aumenta esta distancia y se estira el brazo
telescópico.
Brazo telescópico
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12. 12
Estructura del sistema
Sensores Actuadores
Transmisor de posición de la
dirección
G268 y
transmisor del par de dirección
G269
Motor para
servodirección
electromecánica
V187
Unidad de control para la
electrónica de la columna de
dirección
J527
Testigo luminoso para
servodirección
electromecánica
K161
en la unidad de control con
unidad indicadora en el
cuadro de instrumentos
J285
Alternador, D+/
Borne 61
Señal de velocidad de marcha
procedente de la unidad de
control con unidad indicadora
en el cuadro de instrumentos
J285
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13. 13
Carcasa de sensores
El transmisor de posición de la dirección G268 y
el transmisor del par de dirección G269 van
alojados en una carcasa compartida. Se instala
sobre el eje del engranaje de sin fin, por encima
de la rueda dentada. La conexión a la unidad
de control se establece a través de un conector
de seis polos.
Parte electrónica de la dirección
Eje del
engranaje de sin fin
Carcasa de
sensores
Barra de torsión
Transmisor de posición de la dirección G268
El transmisor está comunicado con el eje del
engranaje de sin fin. Registra los movimientos
del volante y la posición actual de la dirección.
Transmisor del par de dirección G269
El transmisor está comunicado con la barra de
torsión. Detecta el ángulo de decalaje de la
barra de torsión con respecto al husillo
intermedio. La unidad de control calcula de ahí
un par de giro. Si este par de giro calculado
sobrepasa un valor de 0,01 Nm, la unidad de
control se entera de que se necesita un ciclo de
servoasistencia para la dirección.
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14. 14
Parte electrónica de la dirección
Estructura de los sensores
Ambos sensores son potenciómetros de cursor.
La carcasa posee una corona interior, que va
encajada con un anillo de grapas en el eje del
engranaje de sin fin y que se puede girar con
respecto a la carcasa.
Detectando el decalaje de la corona interior con
respecto al elemento inferior de la carcasa, el
transmisor de posición de la dirección detecta
asimismo el ángulo del volante de dirección,
mientras que el transmisor del par de dirección
detecta una retorcedura de la barra de
dirección.
Dos parejas de escobillas de potenciómetro
exploran la pista interior sobre la pletina en la
carcasa. Esta parte es la correspondiente al
transmisor de posición de la dirección.
Las demás pistas sirven para transmitir las
señales del transmisor del par de dirección.
Anillo de grapas
Corona interior
Escobillas de potenciómetro
Elemento inferior de carcasa
Pistas de potenciómetro
Conexión eléctrica
Ambos sensores están conectados con la unidad
de control a través de tres cables propios de
cada uno.
Efectos en caso de avería
Si se avería el transmisor del par de dirección se
desactiva el sistema. Si se avería el transmisor de
posición de la dirección se desactiva la posición
de «Retrogiro activo». En ambos casos se ilumina
el testigo de avería.
G268 G269
J527
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15. 15
El transmisor del par de dirección va situado en
la corona interior. Es un anillo de plástico dotado
de dos parejas de escobillas de potenciómetro.
Las escobillas exploran cuatro pistas de
conducción eléctrica en la corona interior.
El anillo transmisor está comunicado con la tapa
de la carcasa. A su vez se adapta con exactitud
en la cabeza de la barra de torsión.
Al retorcerse la barra, la tapa también
experimenta un decalaje con respecto a la
corona interior. Este movimiento es detectado
por las escobillas del potenciómetro y
transmitidas a la unidad de control en forma de
señales a través de las pistas de conducción
eléctrica en el fondo de la carcasa.
Tapa de carcasa
Anillo transmisor
Escobillas de
potenciómetro
Corona interior
abierta
Pistas de conducción
eléctrica
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16. 16
Parte electrónica de la dirección
Unidad de control para
electrónica de la columna de dirección J527
Va alojada en un armazón atornillado a la
carcasa del engranaje de sin fin.
En la regleta de conexión de la unidad de
control se encastran cinco conectores, diseñados
de modo que no puedan ser confundidos entre
sí.
Previo análisis de los datos procedentes de los
sensores, la unidad de control calcula la
magnitud de servoasistencia necesaria para la
dirección, en consideración de la velocidad de
marcha del vehículo.
Efectos en caso de avería
Si se avería la unidad de control se enciende el
testigo de avería.
Empleo Color dibujado
Conexión hacia los transmisores G268 y G269
Cables de gestión del motor
Motor eléctrico, cables de fase
Alimentación de tensión batería borne 30 y masa borne 31
Conexión hacia la unidad de control para unidad indicadora en el cuadro de
instrumentos
Borne 15, borne 61, testigo de avería,
cable K, señal de velocidad de marcha
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17. 17
Motor para servodirección
electromecánica V187
Va atornillado a la carcasa del engranaje de sin
fin, teniendo intercalado un tope elástico de
goma, para evitar la transmisión de oscilaciones
entre el motor y la columna de dirección. El eje
del motor está comunicado con el eje del sin fin
a través de un acoplamiento elástico de goma,
de modo que la iniciación del funcionamiento
del motor sea transmitida de una forma muy
suave hacia el engranaje de sin fin. El propio
motor tiene una absorción de potencia máxima
de 720 W y desarrolla un par de 2 Nm. Se
caracteriza por un comportamiento de respuesta
extremadamente breve, para poder apoyar
incluso los más rápidos movimientos de
dirección.
Conexión eléctrica
El motor eléctrico obtiene su tensión de
alimentación a través de la unidad de control
para
electrónica de la columna de dirección J527.
Testigo luminoso para
servodirección electromecánica K161
Va alojado en el cuadro de instrumentos.
Si la unidad de control comprueba la existencia
de una avería en el sistema de la servodirección,
se encarga de activar el testigo luminoso en la
unidad indicadora del cuadro de instrumentos.
J527
V187
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18. 18
Movimiento de dirección
Descripción del funcionamiento
Elemento
inferior
Transm. par de
dirección
Transm. pos. de
dirección
Elemento
superior
Barra de torsión
Unidad de control
La barra de torsión se
somete a retorcimiento
por parte del volante.
Para simplificar la explicación se muestra en la
figura una columna de dirección con el elemento
superior separado del inferior. En la parte
superior se monta el transmisor del par de
dirección; en la parte inferior se monta el
transmisor de
posición de la dirección.
El conductor empieza a mover la dirección.
Durante esa operación se produce un decalaje
en la barra de torsión. El transmisor del par de
dirección, que gira solidariamente con la barra
de torsión, suministra a la unidad de control las
señales acerca de la magnitud y el sentido de
giro del par aplicado al volante.
Con ayuda de estas señales, la unidad de
control calcula el par de servoasistencia
necesario y excita correspondientemente el
motor eléctrico. La suma del par aplicado al
volante y el par de servoasistencia viene a dar
por resultado el par efectivo que actúa en la
caja de dirección.
Par de giro aplicado al volante
Par de servoasistencia
Par efectivo que actúa
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19. 19
Motor eléctrico
La barra de torsión se
mantiene retorcida,
porque el conductor
prosigue el giro de la
dirección.
La torcedura de la
barra se reduce.
Si el conductor aumenta el par aplicado al
volante, se intensifica el par de servoasistencia
suministrado por el motor. Esto permite un giro
suave para el mando de la caja de dirección.
Si el conductor reduce el par aplicado al volante
se reduce a su vez la torcedura de la barra. El
transmisor del par de dirección suministra por
ello una señal menos intensa a la unidad de
control. Corrigiendo la excitación del motor
eléctrico, la unidad de control reduce el par de
servoasistencia.
Debido a la geometría de los ejes, las ruedas y
la dirección retrogiran a la posición de marcha
recta.
Si el par de retrogiro que surge a este respecto a
través de la caja de dirección resulta superior a
la suma del par aplicado al volante más el par
de servoasistencia, el sistema de la
servodirección electromecánica inicia el retrogiro
de la dirección hacia la posición de marcha
rectilínea.
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20. 20
Descripción del funcionamiento
Motor eléctrico
Retrogiro activo
Si el conductor suelta el volante en una curva, la
barra de torsión se distensa. La electrónica se
encarga de desexcitar al mismo el motor
eléctrico, con lo cual se interrumpe el par de
servoasistencia.
Si el vehículo todavía no se encuentra en una
trayectoria rectilínea, se detecta esta
particularidad a través del transmisor de
posición de la dirección. Ahora se excita el motor
eléctrico de modo que la dirección sea girada de
forma activa a la posición de marcha rectilínea.
Par aplicado al volante
Par de servoasistencia
Par efectivo que actúa 225_088
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21. 21
C Alternador
G268 Transmisor de posición de la dirección
G269 Transmisor del par de dirección
J258 Unidad de control para unidad
indicadora en el cuadro de instrumentos
J527 Unidad de control para electrónica de la
columna de dirección
K2 Testigo luminoso para alternador
K161 Testigo luminoso para servodirección
electromecánica
S Fusible
V187 Motor para servodirección
electromecánica
K Conector para diagnósticos
Esquema de funciones
G268 G269
J285K161
S
V187
J527
S
C
K
K2
D+
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Señal de entrada
Señal de salida
Positivo
Masa

22. 22
Autodiagnóstico
Se inicia con el código de dirección 44
«Dirección asistida». En el autodiagnóstico, la
unidad de control para servodirección
electromecánica posibilita las siguientes
funciones, que se pueden consultar con el
sistema de diagnóstico, medición e información
de vehículos VAS 5051:
Función Código
de
direcci
ón
Consultar versión de la unidad
de control
01
Consultar la memoria de averías 02
Borrar la memoria de averías 05
Leer bloque de valores de
medición
08
Iniciar ajuste básico 04
Finalizar la emisión 06
Servicio
Reparación de la dirección
En la servodirección electromecánica
sólo está permitida actualmente la sustitución
individual de:
q el mando combinado en la columna de
direccióny
q el bombín de la cerradura.
Obsérvense a este respecto las instrucciones proporcionadas en el Manual de Reparaciones.
El engranaje con el tubo envolvente, la unidad
de control y el motor eléctrico se sustituyen
siempre completos y no se deben desensamblar
por ningún motivo.
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23. 23
1. ¿Qué transmisor es necesario para el funcionamiento de la servodirección electromecánica?
a.Únicamente el transmisor de posición de la dirección
b.Únicamente el transmisor del par de dirección
c.El transmisor de posición de la dirección y el transmisor del par de dirección
2. ¿Cuál es la relación de transmisión en el engranaje de sin fin?
a.21:1
b.22:1
c.23:1
3. Denomine los componentes
Pruebe sus conocimientos
Soluciones:
1.c
2.b
3.Componentesverpágina18
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24. Sólo para uso interno © VOLKSWAGEN AG, Wolfsburg
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040.2810.44.60 Estado técnico: 1/00
Y Este papel ha sido elaborado con
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