PRESENTACION SISTEMA DE DIRECCIÓN AUTOMOTRIZ.pptx

PRESENTACIÓN DE
ING. EDGAR JIMENEZ CHAVEZ
R.N.I. 10254
SISTEMA DE DIRECCIÓN AUTOMOTRIZ

• SEGURIDAD
• SUAVIDAD
• PRECISIÓN
• IRREVERSIBILIDAD
CARACTERÍSTICAS DEL
SISTEMA DE DIRECCIÓN
Ing. Edgar Jiménez Chávez
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• El conjunto de mecanismos que componen el sistema de dirección tienen la misión de orientar
las ruedas delanteras para que el vehículo tome la trayectoria deseada por el conductor.
• Para que el conductor no tenga que realizar esfuerzo en la orientación de las ruedas
"directrices", el vehículo está equipado con mecanismo desmultiplicador o con
servomecanismo de asistencia.

La SEGURIDAD depende de la fiabilidad del mecanismo, de los materiales empleados y del
mantenimiento efectuado.
La SUAVIDAD se consigue con un montaje preciso, una desmultiplicación adecuada y buen engrase.
La dureza en la conducción hace que esta sea desagradable, a veces difícil y siempre fatigosa.
La dureza o suavidad varia por colocar unos neumáticos inadecuados o mal inflados, por un ángulo de
avance o salida exagerados, por carga excesiva sobre las ruedas directrices o por estar el chasis
deformado.
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La PRECISIÓN se consigue haciendo que la dirección no sea muy dura ni muy suave.
Si la dirección es muy dura, la conducción se hace fatigosa e imprecisa; si por el contrario, es muy
suave, el conductor no siente la dirección y el vehículo sigue una trayectoria errática.
La falta de precisión puede ser debida a un excesivo juego en los órganos de la dirección, por
alabeo en las ruedas, por un desgaste desigual en los neumáticos, por un desequilibrio en las
ruedas o por presión inadecuada al modificarse las cotas de reglaje.
La IRREVERSIBILIDAD consiste en que el volante debe mandar el giro a las ruedas pero, por al
contrario, las oscilaciones que toman estas debido a las irregularidades del terreno, no deben ser
transmitidas al volante. Esto se consigue dando a los filetes del sin fin la inclinación adecuada, que
debe ser relativamente pequeña. Ing. Edgar Jiménez Chávez
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LOS TIPOS DE DIRECCIÓN SE CLASIFICAN SEGÚN LOS SIGUIENTES CRITERIOS:
1. Según la construcción del eje:
- Dirección central de las ruedas (remolques)
- Dirección por giro de manguetas (punta ejes)
2. Según el número de ruedas directrices:
- Dirección de las ruedas delanteras (turismos y camiones)
- Dirección de las ruedas traseras (maquinas de obras publicas)
- Dirección de dos ejes (camiones de doble dirección y vehículos con giro a las
4 ruedas).
3. Según el sistema de mando:
- Tornillo sin fin
- Cremallera
- Dirección hidráulica
- Dirección Servo eléctrica
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CONSTITUCIÓN Y FUNCIONAMIENTO
Elementos que componen un tipo de dirección convencional
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ARQUITECTURAS DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN
En cuanto se refiere a las disposiciones de los mecanismos que componen el sistema
de dirección, podemos distinguir dos casos principales: dirección para el eje delantero
rígido y dirección para tren delantero de suspensión independiente. Cada uno de estos
casos tiene su propia disposición de mecanismos.
SISTEMA DE DIRECCIÓN PARA EJE DELANTERO RÍGIDO
No se usa actualmente por lo que haremos una pequeña reseña sobre el sistema.
Se utiliza una barra de acoplamiento única (4) que va unida a los brazos de la rueda
(3) y a la palanca de ataque o palanca de mando (2).
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SISTEMA DE DIRECCIÓN PARA TREN DELANTERO DE SUSPENSIÓN
INDEPENDIENTE
• Para suspensión independiente delantera, como la separación entre estas varía un
poco al salvar las irregularidades de la carretera, se necesita un sistema de
dirección que no se vea afectada por estas variaciones y mantenga la dirección de
las ruedas siempre en la posición correcta.
Tipo de dirección que utiliza una barra de acoplamiento dividida en tres
partes (1, 2, 3, en la figura).
El engranaje (S) hace mover transversalmente el brazo (R) que manda el
acoplamiento, a su vez apoyado por la palanca oscilante (O) en la articulación (F)
sobre el bastidor Ing. Edgar Jiménez Chávez
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• Para transformar el giro del volante de la dirección en el movimiento a un lado u
otro del brazo de mando, se emplea el mecanismo contenido en la caja de la
dirección.
• En la caja se hace la desmultiplicación del giro recibido, para permitir al
conductor orientar las ruedas con un pequeño esfuerzo realizado en el volante
de la dirección.
• Se llama relación de desmultiplicación, al cociente entre el ángulo de giro del
volante y el de la orientación de las ruedas. Si en una vuelta completa del
volante de la dirección (360º) se consigue una orientación de 20º en las ruedas,
se dice que la desmultiplicación es de 360:20 o, lo que es igual 18:1.
• El valor de esta relación de desmultiplicación varía entre 12:1 y 24:1,
dependiendo este valor del peso del vehículo que carga sobre las ruedas
directrices.
TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO Y DESMULTIPLICACIÓN
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Básicamente existen dos tipos de mecanismos de la dirección:
• de tornillo sin fin
• de cremallera.
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.
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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.
Ing.
Edgar
Jiménez
Chávez
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ENGRANAJE DE DIRECCIÓN
DE BOLA RECIRCULANTE
El espacio entre el
engranaje sin fin en el extremo
delantero del eje principal y el
engranaje de sector que
engancha con este, tiene bolas
encajadas que reducen la
fricción. La fuerza de giro del
volante de dirección es
transmitida a las ruedas vía esta
bolas.
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MECANISMO DE DIRECCIÓN DE CREMALLERA
• Esta dirección se caracteriza por la sencillez de su mecanismo desmultiplicador y su
simplicidad de montaje, al eliminar gran parte de la tirantearía direccional.
• Va acoplada directamente sobre los brazos de acoplamiento de las ruedas y tiene un
gran rendimiento mecánico.
• Debido a su precisión en el desplazamiento angular de las ruedas se utiliza mucho en
vehículos de turismo, sobre todo en los de motor y tracción delantera, ya que disminuye
notablemente los esfuerzos en el volante.
• Proporciona gran suavidad en los giros y tiene rapidez de recuperación, haciendo que
la dirección sea muy estable y segura.
Ing.
Edgar
Jiménez
Chávez
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El mecanismo esta constituido por una barra (1) tallada en cremallera que
se desplaza lateralmente en el interior del cárter. Esta barra es accionada
por un piñón helicoidal (2) montado en el árbol del volante y que gira
engranado a la cremallera.
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SISTEMA DE REGLAJE EN EL MECANISMO DE CREMALLERA
El reglaje para mantener la holgura correcta entre el piñón (1) y la cremallera (2), se realiza por
medio de un dispositivo automático instalado en la caja de dirección y que además sirve de guía a la
cremallera.
El sistema consiste en un casquillo (3) acoplado a la caja de dirección (4), en cuyo interior se
desplaza un empujador (6) y tornillo de reglaje (7), que rosca en una pletina (8) fija con tornillo (9) al
casquillo. Una vez graduada la holgura entre el piñón y la cremallera, se bloquea la posición por
medio de la contratuerca (10).
Existen varios sistemas de reglaje de la holgura piñón cremallera, pero los principales son los
representados en las figuras
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COLUMNA DE LA DIRECCIÓN
• Es un árbol o columna segmentado y unidas sus mitades por una junta cardánica, que
permite bascular el volante a la posición más adecuada de manejo para el conductor.
• Se montan en la columna dispositivos que permiten ceder al volante (como la junta citada)
en caso de choque frontal del vehículo, por el peligro de incrustarse el volante en el pecho
del conductor.
• Utilizan uniones que se rompen al ser sometidas a presión y dispositivos telescópicos o
articulaciones angulares que impiden que la presión del impacto se transmita en línea recta
a lo largo de la columna.
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COLUMNA TELESCÓPICA COAXIAL
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SEGURIDAD PASIVA
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VOLANTE BASCULANTE Y REGULABLE EN ALTURA
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• La rótula o muñón es el elemento encargado de conectar los diferentes elementos de la
dirección a las bieletas de mando, permitiéndose el movimiento de sus miembros en
planos diferentes.
• La esfera de la rótula va alojada engrasada en casquillos de acero o plásticos pretensados.
Un fuelle «guardapolvo» evita la perdida de lubricante.
• La esfera interior, macho normalmente, va fija al brazo de mando o a los de acoplamiento
y la externa, hembra, encajada en el macho oscila en ella; van engrasadas, unas
permanentes herméticas que no requieren mantenimiento, otras abiertas que precisan
ajuste y engrase periódico.
RÓTULAS Ó MUÑONES DE DIRECCIÓN
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RÓTULAS Ó MUÑONES DE DIRECCIÓN
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DESMONTAJE DE LAS RÓTULAS Ó MUÑONES DE DIRECCIÓN
Ing.
Edgar
Jiménez
Chávez
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Benz 1886
DIRECCIÓN ASISTIDA
SERVODIRECCIÓN
• DIRECCIÓN HIDRÁULICA
• DIRECCIÓN ELECTRO - HIDRÁULICA
• DIRECCIÓN ELECTROMECÁNICA
Ing.
Edgar
Jiménez
Chávez
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Ventajas:
1ª.- Reducen el esfuerzo en el volante, menor fatiga para el conductor, muy
conveniente en los largos recorridos y para las maniobras en ciudad.
2ª.- Permiten acoplar una dirección mas directa; es decir, con una menor reducción
se obtiene una mayor rapidez de giro en las ruedas. Esto resulta especialmente
adecuado en los camiones.
3ª.- En el caso de reventón del neumático, extraordinariamente grave en las ruedas
directrices, estos mecanismos corrigen instantáneamente la dirección, actuando
automáticamente sobre las ruedas en sentido contrario al que el neumático
reventado haría girar al vehículo.
4ª No presentan complicaciones en el montaje, son de fácil aplicación a cualquier
vehículo y no afectan a la geometría de la dirección.
5ª.- Permiten realizar las maniobras mas delicadas y sensibles que el conductor
precise, desde la posición de paro a la máxima velocidad. La capacidad de retorno
de las ruedas, al final del viraje, es como la de un vehículo sin servodirección.
6ª.- En caso de avería en el circuito de asistencia, el conductor puede continuar
conduciendo en las mismas condiciones de un vehículo sin servodirección, ya que
las ruedas continúan unidas mecánicamente al volante aunque, naturalmente, tenga
que realizar mayor esfuerzo en el mismo.
7ª.- Cabe mencionar que la presión suministrada por la bomba varia entre 3,5 bares
(línea recta) y 85 bares (giro máximo).
DIRECCIÓN ASISTIDA o SERVODIRECCIÓN
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DIRECCIÓN ELECTRO-HIDRÁULICA
• La dirección electrohidráulica se basa en
el sistema de dirección hidráulica.
• La principal diferencia entre ambos
reside en el accionamiento de la bomba
hidráulica que genera la presión
necesaria.
• Esta bomba es accionada por un motor
eléctrico cuyo funcionamiento es
adaptado al nivel de dirección asistida
requerido.
• Cuando el vehículo está parado o
circulando a velocidades muy bajas, se
incrementa el ritmo de bombeo de la
bomba hidráulica para proporcionar un
alto grado de dirección asistida.
• Circulando a velocidades elevadas, se
reduce la velocidad de la bomba, dado
que no se requiere asistencia.
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Las ventajas de la dirección asistida electrohidráulica:
• Comodidad en la dirección suave al maniobrar y mucho más firme al circular a gran velocidad.
• Ahorro de combustible, dado que sólo consume energía cuando es necesario.
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ESQUEMA DEL SISTEMA HIDRÁULICO
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Ing.
Edgar
Jiménez
Chávez
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DIRECCIÓN HIDRÁULICA A CREMALLERA
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BOMBA DE
PRESIÓN
El tipo de bomba
empleado en estas
servodirecciones es
el de tipo de paletas
que proporciona un
caudal progresivo de
aceite hasta
alcanzar las 1000
r.p.m. y luego se
mantienen
prácticamente
constante a
cualquier régimen,
Una válvula
reguladora de
presión permite su
salida cuando ésta
excede los 50 a 60
psi. regresando el
aceite a la entrada
de la bomba o al
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Una válvula de alivio
de la presión que
permite su salida
cuando ésta excede
los 50 a 60 psi.
regresando el aceite a
la entrada de la
bomba o al carter.
Con ello se previenen
los daños al filtro o el
reventón de algunos
tapones o sellos.

SERVODIRECCIÓN HIDRÁULICA DE ASISTENCIA VARIABLE SERVOTRONIC Z
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Este sistema adapta la tasa de asistencia a la velocidad del vehículo, es decir varía el esfuerzo
sobre el volante según la velocidad del vehículo y del valor de fricción, esfuerzo rueda-suelo.
Tiene dos fases de funcionamiento:
•Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la tasa de asistencia tiene
que ser grande para facilitar las maniobras cuando mas falta hace.
•Cuando el vehículo aumenta la velocidad la tasa de asistencia tiene que ir disminuyendo
progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de ganar en precisión de conducción y
en seguridad.
El sistema toma los componentes de base de la dirección asistida clásica con:
•Cilindro hidráulico de doble efecto integrado en el cárter o caja de dirección.
•Depósito.
•Bomba de alta presión y regulador de presión (caudal).
•Válvula distribuidora rotativa.
•Canalizaciones.
A los anteriores se les viene añadir los elementos siguientes:
•Regulador de caudal integrado en el cárter de la válvula rotativa y constituido por un elemento
de regulación cuyos desplazamientos están controlados por un motor eléctrico paso a paso o
también por un convertidor electrohídraulico..
•Un calculador electrónico situado bajo el asiento del pasajero que pilota el motor paso a paso,
la velocidad se le transmite por medio de dos captadores, uno mecánico y otro electrónico.
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CONDICIÓN ANGULAR PARA PRODUCIR EL GIRO DEL VEHÍCULO
Con arrastre de ruedas delanteras Sin arrastre de ruedas delanteras
CINEMÁTICA DE LA DIRECCIÓN
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• En el giro la rueda que va por dentro de la curva debe girar más que la otra, ya que el
radio de giro es más pequeño por dentro de la curva que por fuera, por lo que tendrá
que recorre menor distancia.
• Por su parte las ruedas traseras se adaptan a la diferencia de recorrido en las curvas
gracias al diferencial; pero permanecen paralelas entre sí, resbalan un poco sobre su
trayectoria, ya que no pueden abrirse una más que la otra.
• Es por ello que los neumáticos “cantan” en los virajes cerrados tomados deprisa y, si
el piso es resbaladizo se puede iniciar el patinazo por disminución de la adherencia en
ese momento.
geometría DE LA DIRECCIÓN
Ing.
Edgar
Jiménez
Chávez
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• Para que el trazado de la curva se haga con exactitud se debe cumplir que la prolongación del
eje de cada una de las ruedas se corte con los demás en un mismo punto, por tanto la
prolongación de los ejes de giro de las ruedas delanteras se debe cortar en la prolongación del
eje trasero.
EL PRINCIPIO DE ACKERMAN (DESCRITO POR RUDOLPH ACKERMAN) :
• Todas las ruedas de un vehículo que cambia de dirección, en cualquier grado de giro,
deben tener un mismo centro de rotación.
• Cuando el vehículo gira, las prolongaciones lineales de los ejes de todas las ruedas
concurrirán en un mismo punto, llamado centro instantáneo de giro.
• Si esto no sucediera de esa manera, la trayectoria del vehículo no sería exactamente
curvilínea, sino que las ruedas se arrastrarían por el terreno de forma oblicua.

• El principio de Ackerman enuncia
que cuando un vehículo gira en
una curva, los ejes de todas las
ruedas deben concurrir en un
punto, el centro instantáneo de
rotación.
• La mangueta de la rueda interior
debe de girar un ángulo mayor
que la de la rueda exterior, luego
se precisa una divergencia de
las ruedas delanteras cuando se
toman las curvas para evitar el
desgaste de las cubiertas y evitar
el deslizamiento.
• Para seguir este principio se hace
que el ángulo de giro de la rueda
interior sea mayor que el de la
exterior, es decir β>∝, como se
muestra en la figura.
CONVERGENCIA EN EL ÁNGULO DE GIRO – PRINCIPIO DE ACKERMAN
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• El eje delantero (3), junto con los brazos de dirección o bieletas (1) y la barra
estabilizadora (2), forman el trapecio de dirección.
• Un trapecio de dirección bien ajustado, impide el deslizamiento de las ruedas.
• En línea recta, la barra estabilizadora es paralela al eje delantero.
• La prolongación lineal de las bieletas forma con el eje trasero un trapecio,
conocido con el nombre de su inventor, Charles Jeantaud
EL TRAPECIO DE DIRECCIÓN
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Configuración geométrica que cumple con la teoria de Ackerman, donde
para las dimensiones de batalla entre ejes «e» y ancho de vía «2a», se
encuentra la correspondiente relación entre los ángulos y .
PRINCIPIO DE ACKERMAN
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Distancia entre ejes:
Es la distancia entre el centro de
contacto del neumático de las ruedas
del mismo lado del vehículo en una
proyección en el eje X. Una distancia
grande entre ejes se traduce en un gran
espacio aprovechable, una conducción
más cómoda y una tendencia a reducir
las oscilaciones. Una distancia corta
entre ejes hace que las curvas cerradas
sean más fáciles.
Distancia entre ruedas:
Es la distancia entre el centro de contacto
del neumático de las dos ruedas de un
mismo eje. Tiene una influencia significativa
en el paso por curva de un vehículo. Una
distancia grande entre ruedas permite una
mayor velocidad de paso por curva. En una
suspensión independiente cuando se
comprime y rebota la suspensión, la
distancia entre ruedas cambia. Esto
incrementa la resistencia de rodamiento del
neumático.
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MÁXIMO ÁNGULO DE GIRO
El máximo ángulo de giro de la
dirección es aquel ángulo que
el centro interior de la rueda y
el centro exterior de la rueda
son máximos respecto a un
centro plano longitudinal del
vehículo.
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EJEMPLO : RADIO DE GIRO DE UN AUTOBUS
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ÁNGULOS DE ALINEADO
O REGLAJE DE LA
DIRECCIÓN
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• Los elementos que conforman la dirección cumplen determinadas
condiciones en su construcción y disposición relativa, llamadas ángulos o
cotas de dirección o geometría de dirección.
• Con esto se logra que las ruedas obedezcan fácilmente al volante de la
dirección y no se altere su orientación por las irregularidades del terreno o
al efectuar una frenada, resultando así la dirección segura y de suave
manejo.
• También se logra el retorno a la línea recta y mantenerse en ella al soltar el
volante después de realizar una curva.
• Los ángulos o cotas que determinan la geometría del sistema de dirección
son:
♦ Ángulo de salida
♦ Ángulo de caída
♦ Ángulo de avance
♦ Cotas conjugadas
♦ Convergencia de las ruedas .
• Estos nombres, con que se han identificado los ángulos, son los mas
habituales, pero en bibliografía de origen no hispano pueden encontrarse
que al avance se le llama Caster, a la salida kin-pin inclination, a la caída
Camber, la convergencia Toe-in y la divergencia Toe-out.
ÁNGULOS DE REGLAJE DE LA
DIRECCIÓN
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• Se llama ÁNGULO DE SALIDA
(KING PIN ANGLE), al ángulo
(As) que forman la prolongación
del eje del pivote, sobre el que
gira la rueda para orientarse, con
la prolongación del eje vertical
que pasa por el centro de apoyo
de la rueda y cuyo vértice
coincide en A.
• Este ángulo suele estar
comprendido entre 5 y 10º, siendo
en la mayoría de los vehículos de
6 a 7º.
ANGULO DE SALIDA O KING PIN ANGLE
(Descentrado de las ruedas o radio de pivotamiento)
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• También se conoce como:
«Descentrado de las ruedas o radio
de pivotamiento»
• Es la distancia lateral entre el
punto donde la prolongación del eje
de pivotamiento corta al suelo (B) y
el punto central del dibujo del
neumático (A).
• Si el eje de pivotamiento corta el
suelo en la parte interior del dibujo
de rodadura del neumático se dice
que el radio de pivotamiento es
positivo.
• Si por el contrario, el eje de
pivotamiento cruza la vertical del
neumático y el corte con el plano
del suelo se produce más allá de la
banda de rodadura del neumático
decimos que el radio de
pivotamiento es negativo.
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ANGULO DE SALIDA O KING PIN ANGLE
(Descentrado de las ruedas o radio de pivotamiento)
Ing.
Edgar
Jiménez
Chávez
R.N.I.
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 Este ángulo suele estar comprometido
entre 5 y 10º, siendo en la mayoría de
los vehículos de 6 a 7º.
 Esta disposición del pivote sobre el que
gira la mangueta reduce el esfuerzo
para la orientación de la rueda ya que,
depende directamente de la distancia
"d".
 Cuanto menor sea "d" menor será el
esfuerzo a realizar con el volante para
orientar las ruedas.
 Este esfuerzo será nulo cuando el eje
del pivote coincida en el punto "A",
centro de la superficie de contacto del
neumático con el suelo.
 En este caso solo habría que vencer el
esfuerzo de resistencia de rodadura (Fr)
correspondiente al ancho del
neumático, ya que el par de giro seria
nulo.
 En la práctica "d" no puede ser cero ya
que, entonces la dirección se volvería
inestable.
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Puntaeje

• De la inclinación del eje del pivote resultan fuerzas de recuperación, las cuales, después del
paso de una curva, hacen volver a las ruedas a la posición en línea recta en sentido de la
marcha.
• Esto es debido a que al orientar la rueda para tomar una curva, como gira sobre el eje de
pivote y éste está inclinado. La rueda tiende a hundirse en el suelo, y como no puede
hacerlo, es la carrocería la que se levanta, oponiéndose a esto su propio peso, por lo cual,
en cuanto se suelte el volante de la dirección, el peso de la carrocería, que tiende a bajar,
hará volver la rueda a su posición de marcha en línea recta.
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• 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 el centro de apoyo de la rueda.
• Este ángulo se consigue dando al eje de la mangueta una cierta inclinación con respecto a
la horizontal.
• Tiene por objeto desplazar el peso del vehículo que gravita sobre este eje hacia el interior
de la mangueta, disminuyendo así el empuje lateral de los cojinetes sobre los que se apoya
la rueda.
ÁNGULO DE CAÍDA (camber)
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ÁNGULO DE CAÍDA (camber)
• La mangueta está sometida
a esfuerzos de flexión
equivalentes a peso que
sobre ella gravita (P) por su
brazo de palanca (d).
• El ángulo (inclinación) de la
caída busca reducir el brazo
de palanca o distancia (d),
por ello al inclinar la rueda,
se desplaza el punto de
reacción (A) hacia el pivote,
con lo que el brazo de
palanca o distancia (d) se
reduce y, por tanto, también
se reduce el esfuerzo a que
están sometidos los
rodamientos de la
mangueta.
• El valor del ángulo de caída
(Ac), que suele estar
comprendido entre treinta
minutos y un grado, hace
disminuir el ángulo de salida
(As), aunque se mantiene
dentro de unos limites
suficientes. Ing. Edgar Jiménez Chávez
R.N.I. 10254

• Se llama ángulo de avance, al ángulo (Aa) que forma la prolongación del eje del pivote con el eje vertical
que pasa por el centro de la rueda y en el sentido de avance de la misma.
• Cuando el empuje del vehículo se realiza desde las ruedas traseras (propulsión), el eje delantero es
arrastrado desde atrás, lo que supone una inestabilidad en la dirección.
• Esto se corrige dando al pivote un cierto ángulo de avance (Aa), de forma que su eje corte a la línea de
desplazamiento un poco por delante del punto (A) de apoyo de la rueda.
• Con ello aparece una acción de remolque en la propia rueda que da fijeza a la dirección, haciendo que el
punto (A) de apoyo tienda a estar siempre en línea recta y por detrás de (B) punto de impulsión.
• Al girar la dirección para tomar una curva, la rueda se orienta sobre el punto (B) fijado para el avance: esto
hace que el punto (A) se desplace hasta (A´), creándose un par de fuerzas que tiende a volver a la rueda a
su posición de línea recta ya que, en esta posición, al ser (d = 0), desaparece el par.
ÁNGULO DE AVANCE (Caster)
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• Con el avance se consigue dar a la
dirección fijeza y estabilidad, ya que
las desviaciones que pueda tomar la
rueda por las desigualdades del
terreno, forman este par de fuerzas
que la hacen volver a su posición de
línea recta.
• El avance debe ser tal, que cumpla la
misión encomendada sin perturbar
otras condiciones direccionales.
• Si este ángulo es grande, el par creado
también lo es, haciendo que las ruedas
se orienten violentamente.
• Si el ángulo es pequeño o insuficiente,
el par de orientación también lo es,
resultando una dirección inestable.
• El ángulo de avance suele estar
comprendido entre 0 y 4º para
vehículos con motor delantero y de 6 a
12º para vehículos con motor trasero.
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• Las cotas de salida (king pin) y caída
(camber) hacen que el avance (caster)
corte a la línea de desplazamiento por
delante y hacia la derecha de punto (A).
• De ello resulta que, para vehículos de
propulsión trasera, el empuje que se
transmite el eje delantero pasa de éste
a la rueda por el pivote, teniendo su
punto de tiro en la rueda sobre el punto
(B).
• Como la resistencia de rodadura actúa
sobre su punto de apoyo (A), resulta un
par de fuerzas que tiende a abrir la
rueda por delante, debiendo dar una
convergencia a la rueda para corregir
esta tendencia.
• La convergencia será tanto mayor
cuanto más adelantado y hacia la
derecha se encuentre el punto (B).
• Esta posición viene determinada por los
ángulos de caída, salida y avance, lo
que quiere decir que la convergencia
depende directamente de estas tres
cotas.
ÁNGULOS O COTAS CONJUGADAS
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• En vehículos con tracción
delantera, la fuerza de
empuje está aplicada al
mismo punto de apoyo de la
rueda, siendo las ruedas
traseras remolcadas sin
ejercer efecto alguno sobre
la dirección.
• No obstante, se les da un
pequeño avance para
mantener estable la
dirección resultando, junto
a las cotas de salida y caída,
una convergencia que pueda
ser positiva o negativa
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• El ángulo de caída (Ac) y el de salida (As) hace que la rueda esté inclinada
respecto al terreno y que al rodar lo haga sobre la generatriz de un "cono" lo que
implica que las ruedas tienden a abrirse.
• Para corregir esto se cierran las ruedas por su parte delantera, con lo que adelanta
el vértice del cono en el sentido de la marcha.
CONVERGENCIA
«Cono» que se forma como
prolongación de la mangueta
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• La convergencia o paralelismo de las ruedas delanteras es la posición que ocupan las dos
ruedas con respecto al eje longitudinal del vehículo.
• Este valor se mide en milímetros y es la diferencia de distancia existente entre las partes
delanteras y traseras de las llantas a la altura de la mangueta; está entre 1 y 10 mm para
vehículos con propulsión y cero a menos 2 mm para vehículos con tracción.
El ángulo de convergencia (Av)
o desviación angular de las
ruedas con respecto a la
dirección de marcha, se expresa
en función de las distancias (A)
y (B) y de la cota (h), o bien,
del diámetro de la llanta (d). La
fórmula para calcular este
ángulo es:
CONVERGENCIA
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• La convergencia también
contrarresta el par de orientación
que se forma entre el empuje y el
rozamiento de la rueda y que
tiende a abrirla, siendo esta la
razón de que los coches con
propulsión tengan mayor
convergencia que los de tracción,
en efecto: debido al avance y
salida, la prolongación del pivote
corta al suelo en un punto más
adelantado y hacia el centro que
el de apoyo del neumático.
• Si el coche lleva propulsión, la
fuerza de empuje se transmite a
la rueda delantera a través del
pivote y la de resistencia se aplica
en el punto de contacto del
neumático, esto origina un par de
giro que tiende a abrir las ruedas
delanteras, cosa que no ocurre en
vehículos con tracción ya que la
fuerza se aplica en el punto de
contacto.
R.N.I. 10254

• El que el valor de la convergencia pueda ser positivo o negativo (divergencia)
depende de los valores que tengan los ángulos de caída, salida y, además, de que
el vehículo sea de tracción delantera o propulsión trasera.
• El valor de esta convergencia viene determinado por los valores de las cotas de
caída, salida y avance.
• La convergencia, determinada en
función del resto de las cotas de
dirección, debe mantenerse dentro
de los límites establecidos por el
fabricante ya que, cualquier
alteración produce la inestabilidad
en la dirección; además debe ser
igual en las dos ruedas.
• Una convergencia excesiva, al
producir mayor tendencia en la
orientación de las ruedas para
seguir la trayectoria en línea recta,
produce un desgaste irregular en
los neumáticos que se manifiesta
por el desgaste lateral que se
produce en su banda de
rodadura.
R.N.I. 10254

♦ En los vehículos con propulsión trasera, la resistencia a la rodadura de las ruedas delanteras
crea un par que tiende a abrir ambas ruedas, para compensar este efecto, se contrarresta con
un ángulo de convergencia positivo.
♦ En el caso de vehículos con tracción delantera, el problemas es distinto, el esfuerzo de
tracción de las ruedas produce un par que actúa en sentido contrario que en el caso anterior, es
decir tendiendo a cerrar las ruedas en vez de abrirlas, por consiguiente para compensar esta
tendencia será necesario dar a las ruedas un ángulo de convergencia negativo (divergencia).
♦ Una excesiva convergencia respecto a la que nos da el fabricante, provoca un desgaste lateral
en la zona exterior de los neumáticos. Una convergencia insuficiente provoca un desgaste
lateral en el interior de los neumáticos.
R.N.I. 10254

• Existe gran influencia de la
presión del neumático en el
sistema de dirección..
• Un neumático con presión baja es
el peor defecto que puede
permitirse en las ruedas, en
cuanto a su economía.
• Además de desgastarse
desigualmente, por los bordes de
la banda de rodadura, según se
muestra en la figura 1, la
destrucción es muy rápida, por la
gran deformación a que está
sometida la cubierta que, al rodar,
produce tensiones y
deformaciones con roces en los
flancos que elevan su temperatura
produciendo el corte de los tejidos
que sirven para reforzar la goma.
• Una presión excesiva( fig. 2) hace
que la dirección sea más suave,
pero aumenta las trepidaciones y
aumenta la fatiga en todas las
articulaciones, desgastando la
cubierta desigualmente por el
centro de la banda de rodadura.
R.N.I. 10254
INFLUENCIA DEL ESTADO DE LOS
NEUMÁTICOS EN LA DIRECCIÓN

El correcto inflado de los neumáticos permite absorber los golpes ocasionados por el mal estado
del pavimento. Revisar continuamente el inflado es fundamental porque actualmente los
neumáticos vienen sin cámara, y por problemas de esfuerzo del talón del neumático sobre la
llanta estas se separan y van perdiendo el aire gradualmente.
Revisar la presión de los neumáticos al menos una vez al mes. La presión adecuada está
indicada en el manual del vehículo, escrita a los lados de las cubiertas o en un adhesivo en el
marco de la puerta del conductor. Debe revisarse la alineación si tiende a girar a uno de los
lados cuando circula en una superficie plana y derecha, si ha sufrido un golpe o si ha circulado
por un camino exigente. Un mal balanceo está indicado por una vibración que aparece cuando
circula a cierta velocidad pero se esfuma cuando va más lento o más rápido. Una falla en
suspensión ocasiona el desgaste prematuro de los neumáticos por lo que se recomienda
revisarlo en forma periódica. Ing. Edgar Jiménez Chávez
R.N.I. 10254

Los defectos en la alineación de las ruedas influyen mucho en el desgaste rápido y
desigual de las cubiertas e incluso con la sola observación de una rueda
prematuramente desgastada se puede deducir, aproximadamente la cota o cotas
que han dado lugar al desgaste anormal.
En líneas generales podemos decir que, excepto el avance que aunque sea excesivo
no produce desgaste de los neumáticos, las otras cotas suelen producir los
siguientes:
♦ Una caída anormal tanto positiva como negativa, crea en el neumático diámetros
variables lo que hace que el diámetro más pequeño frote contra el suelo
desgastando con gran rapidez los bordes de la banda de rodadura (parte exterior
con exceso de caída y parte interior con exagerada caída negativa).
♦ La salida suele ser fija en casi todos los vehículos modernos, e influye en la caída
por lo tanto si la primera se deforma, los desgastes producidos por la salida son los
mismos que los que se deben a la caída.

♦ La convergencia, por poco que varíe, influye mucho en el desgaste de las cubiertas, si
ésta es pequeña desgasta la parte interior del neumático derecho y si es superior a la
debida desgasta la parte exterior del neumático izquierdo, en vehículos con conducción por
la izquierda y lo contrario, en aquellos que ruedan por la derecha. El desgaste debido a esta
cota, produce un leve reborde que puede apreciarse, pasando la mano por la banda de
rodadura de dentro hacia fuera, y el debido a una divergencia anormal se aprecia pasando
la mano en sentido contrario.
Los desgastes anormales son siempre producidos por frote de la cubierta con el pavimento y
es muy difícil establecer con exactitud la causa que puede producirlo, pues pueden ser
varias a la vez.
Además de las mencionadas por defecto de las cotas, influyen también, de una forma muy
acusada la presión de inflado, deformación del chasis, etc.
Ing.
Edgar
Jiménez
Chávez
R.N.I.
10254

ALINEAR Y BALANCEAR LAS LLANTAS DE UN
VEHICULO ES FUNDAMENTAL PARA SU VIDA UTIL.
El balanceo es la forma de contrapesar
mediante pequeños pesos, normalmente de
plomo, la falta de peso en un neumático en
conjunto con la llanta para evitar problemas de
galopeo y el tan molesto movimiento del volante
y las vibraciones en velocidades superiores a
los 80 km/h.
ALINEACIÓN Y BALANCEO
R.N.I. 10254

Básicamente una alineación consiste en ajustar
los ángulos de las ruedas y la dirección, con el
propósito de balancear todas las fuerzas de
fricción, gravedad, fuerza centrífuga e impulso.
Todos los componentes de la suspensión y del
sistema de dirección deben ser ajustados de
acuerdo a especificaciones prescritas. Una
correcta alineación logrará que el vehículo se
desplace suavemente, mantenga el agarre
apropiado, buena estabilidad en línea recta o
en curva y las llantas tengan la máxima
duración.
ALINEACIÓN
R.N.I. 10254

La alineación es un proceso realizado con
máquinas complejas que miden los ángulos
de pisada de un neumático para que se
puedan corregir y llevar a los valores de
fábrica del vehículo.
Es aconsejable realizar esta
tarea cada 10.000 kilómetros
y cada vez que se realice
alguna modificación en la
suspensión. Caso contrario se
produce un mal desgaste del
neumático, un andar
dificultoso que también
puede traer consigo la rotura
de bujes y otras partes
vitales de la suspensión.
Ing. Edgar Jiménez
Chávez

Si nota que su auto se va hacia la derecha o la izquierda cuando suelta el
volante por unos segundos, necesita verificar
la alineación de su vehículo.
Si nota que su volante vibra o su auto tiene ruidos a determinadas velocidades,
precisa verificar el balanceo de las ruedas de su vehículo.
La alineación del vehículo ajusta los ángulos de las ruedas, manteniéndolas
perpendiculares al suelo y paralelas entre sí. El balanceo de un neumático
permite que la rueda gire sin provocar vibraciones en los vehículos a
determinadas velocidades.

Las consecuencias de no realizar el balanceo o de un procedimiento mal
realizado en las ruedas delanteras y traseras se materializan en vibraciones,
ya sea en el volante, en el piso del auto, en el tablero de instrumentos o en
los asientos, en distintas franjas de velocidades.
El balanceo en las cuatro ruedas es fundamental para el confort en la
conducción y el mantenimiento del desempeño de los neumáticos.

Ancho de Banda
El ancho de banda es la distancia que existe
entre el borde externo al borde interno de la
huellas.
MEDIDAS DE UNA LLANTA
Ancho de sección
El ancho de sección es el ancho de un
neumático nuevo incluyendo los bordes
laterales protectores, las barras, y letras
Altura de sección
La Altura de Sección de un neumático nuevo es
la distancia desde el borde verticalmente
medido hasta el punto más alto del área de la
banda de rodamiento.
Diámetro total
Diámetro del neumático de una superficie de la
banda de rodamiento a la otra, con el
neumático inflado pero sin carga

RAZÓN DE ASPECTO
También conocido como el PERFIL o la
SERIE, es el cociente de la altura de
la sección entre el ancho de la
sección. Por ejemplo, un neumático
de serie 75, su altura de sección
entre su ancho de sección será +/- un
75%.
Neumáticos de razón de aspecto más
bajo, tales como serie 60,
generalmente ofrecen mayores
ventajas en su desempeño que los
neumáticos con mayor razón de
aspecto, tales como serie 70 o 75.
Además proporcionan una mayor
respuesta en la dirección, más
estabilidad, y mejoran su desempeño
en altas velocidades.
Los neumáticos de razón de aspecto
muy bajo, serie 40, pueden ofrecer
aún más ventajas en su desempeño,
pero tienden a ser más vulnerables a
impactos.

INDICE DE CARGA
Código numérico que
corresponde a la
carga máxima que
un neumático puede
soportar.
La carga del
neumático
multiplicada por 2
debe cubrir la carga
total del eje delantero
o trasero del
vehículo. Para
conocer su índice de
carga, fijarse en el
costado de uno de
sus neumáticos.

ÍNDICE DE VELOCIDAD
El índice de velocidad es un código alfabético que corresponde a la
velocidad máxima que un neumático puede alcanzar. Para conocer su índice
de velocidad, sólo tiene que fijarse en el flanco de uno de sus neumáticos y
compararlo con la tabla de índices de velocidad.

Las llantas convencionales o de capa
cruzada tienen sus cuerdas de refuerzo
que corren de un lado al otro en forma
diagonal. Debido a que las diferentes
capas de cuerda se cruzan diagonalmente,
esto da como resultado una llanta más
resistente pero menos flexible. Esto
puede ser una ventaja cuando la
resistencia de la llanta es más importante
que las características de manejo. Por
esta razón los automóviles tienden a
utilizar llantas radiales como su estándar
mientras que los tractores y camiones
muestran un continuo uso de la
construcción diagonal.
LLANTAS: SESGADAS , DIAGONALES , CRUZADAS , CONVENCIONALES

LLANTAS RADIALES
Las llantas radiales son las más
comúnmente utilizadas hoy en los
automóviles. Estas llantas tienen
hilos o cordones (cords) incrustados
en la composición de la goma, éstas
corren por el ancho de la llanta de
talón (bead) a talón y proveen un
grado de flexibilidad en el
movimiento lateral de la llanta
mejorando sus características de
manejo.

 Rotar los neumáticos regular y correctamente permite que el desgaste de los neumáticos sea parejo.
 Sólo hay una excepción a esta norma, cuando se utilizan neumáticos con un dibujo "direccional.
 Estos neumáticos deben permanecer en el mismo lado del vehículo y deben cambiarse de delante a
atrás y viceversa.
 En un vehículo con tracción a las cuatro ruedas, se recomienda cruzar los pares de neumáticos.
 Consultar el manual de usuario del vehículo para ver las recomendaciones de rotación del fabricante.
 Rotar la llantas por lo menos cada 10.000 kilómetros. La primera rotación es la más importante.
 Cuando se realice una rotación es necesario ajustar las presiones de inflado a las recomendaciones del
fabricante del vehículo.
 Un desgaste desigual de los neumáticos puede deberse también a una desalineación o a problemas
mecánicos.
ROTACIÓN DE LAS LLANTAS

Las llantas han sido
desarrolladas por la
empresa estadounidense
Resilient Technologies y
tienen este diseño para
que de esta manera el
enemigo no pueda
desinflarlas al dispararles
TECNOLOGÍA MILITAR

• El sistema de dirección a las 4 ruedas (4WS - four wheel steering system) permite realizar
maniobras con menor diámetro de giro y permite trazar las curvas a cierta velocidad con
mayor seguridad.
• Este sistema lo equiparon automóviles como el Toyota Célica, Honda Prelude, Mitsubishi
Galant y Mazda RX7. Y algunos automóviles europeos como el Citröen ZX, el Xsara y el
Peugeot 306. Actualmente lo montan muy pocos modelos nuevos, un ejemplo lo tenemos en
el Renault Laguna en alguna de sus versiones más deportivas.
• Básicamente existen dos sistemas de dirección a las 4 ruedas: uno sencillo que se basa en
girar las ruedas traseras, por medio de un pequeño giro de la suspensión que soporta a las
ruedas y que no está unida fijamente a la carrocería, sino que la unión se hace a través de
una unión elástica que permite un pequeño giro de 3 a 5º. Un ejemplo de este tipo, es el eje
trasero autodireccional que monta el Citröen ZX.
SISTEMA 4WS (FOUR WHEEL STEERING SYSTEM)
• El otro sistema utilizado para hacer
girar las ruedas traseras, es el
utilizado por la marca Honda en su
modelo Prelude.
• Este sistema es mucho más
complejo que el anterior. El volante
de la dirección además de hacer
girar las ruedas delanteras, hace
girar también a las ruedas traseras,
para eso cuenta con un mecanismo
que actúa sobre las ruedas
delanteras y traseras al mismo
tiempo.
Ing. Edgar Jiménez
Chávez

La función de girar las
ruedas en varios ejes de
un vehículo no es nada
nuevo ya que este
sistema lo vienen
utilizando desde hace
tiempo, camiones,
maquinaria pesada y
también vehículos
militares como las
tanquetas, que buscan
principalmente una buena
maniobrabilidad utilizando
el menor espacio posible.

• El sistema de dirección en la 4 ruedas, tiene dos objetivos, mejorar el paso por curva a
altas velocidades y conseguir mejores maniobras en espacios reducidos.
• El conseguir orientar las ruedas del eje trasero teniendo en cuenta la orientación que
toman las ruedas del eje trasero no es tarea fácil.
• Las ruedas traseras deberán orientarse de la siguiente manera: En la figura (A) las
ruedas están orientadas un cierto ángulo que no es grande, en este caso las ruedas
traseras están orientadas en el mismo sentido.
• En la figura (B) vemos que las ruedas del eje delantero están orientadas un ángulo
mucho mayor que el anterior caso, y se puede ver que las ruedas del eje trasero estarían
orientadas en sentido contrario.
Ing. Edgar Jiménez
Chávez

MEJORA LAS MANIOBRAS EN ESPACIOS REDUCIDOS
Ing. Edgar Jiménez
Chávez

Mejora la maniobra de cambio de carril en una autopista a alta velocidad, tal
como podemos ver en la figura, donde el color rojo representa la posición del
automóvil con un sistema 4WS y el color negro sin dirección a las 4 ruedas.
Ing. Edgar Jiménez
Chávez

El sistema de dirección a las 4 ruedas de Honda, es el más reconocido. El modelo Honda
Prelude en su 3ª generación (1988 - 92) ya montaba este sistema, años más tarde a partir de
la 4ª generación (1992 - 96) el sistema de dirección a las 4 ruedas es electrónico.
El esquema del sistema de Honda es técnicamente sencillo y se ha mostrado muy efectivo a
lo largo del tiempo. Además sus desajustes y averías son mínimos.
SISTEMA 4WS DE HONDA
SISTEMA DE DIRECCIÓN MECÁNICO A LAS 4 RUEDAS
DE HONDA

• Los elementos que forman el 4WS está formado por un sistema de dirección convencional para el
eje delantero, de la caja de dirección delantera sale el movimiento a través de un mecanismo de
reenvío que se transmite por el eje de transmisión a la caja de dirección trasera que se encarga
de orientar las ruedas traseras a través de la bieletas de dirección.
• La caja de dirección trasera, a diferencia de la delantera, realiza un movimiento distinto tanto en
grados (ángulo) como en el sentido (orientación de la rueda). Por esta razón el funcionamiento de
esta caja de dirección es muy distinta a la del eje delantero.
MECÁNICO A LAS 4
RUEDAS DE HONDA

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