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Vicent LletVicent Lletíí 11
Sistema de DirecciSistema de Direccióónn
• 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.
Vicent LletVicent Lletíí 22
CaracterCaracteríísticas que deben reunir todo sistemasticas que deben reunir todo sistema
direccidireccióónn
Seguridad
Suavidad
Precisión
Irreversibilidad
Vicent LletVicent Lletíí 33
CaracterCaracteríísticas que deben reunir todo sistemasticas que deben reunir todo sistema
direccidireccióónn
Seguridad: depende de la fiabilidad del mecanismo, de la calidad de
los materiales empleados y del entretenimiento adecuado.
Suavidad: se consigue con un montaje preciso, una
desmultiplicación adecuada y un perfecto engrase.
Vicent LletVicent Lletíí 44
CaracterCaracteríísticas que deben reunir todo sistemasticas que deben reunir todo sistema
direccidireccióónn
Precisión: se consigue haciendo que la dirección no sea muy dura ni
muy suave. Si la dirección es muy dura por un excesivo ataque (mal
reglaje) o pequeña desmultiplicación (inadecuada), la conducción se
hace fatigosa e imprecisa; por el contrario, si es muy suave, por causa
de una desmultiplicación grande, el conductor no siente la dirección y
el vehículo sigue una trayectoria imprecisa.
Irreversibilidad: consiste en que el volante debe mandar el giro a las
pero, por el contrario, las oscilaciones que toman estas, debido a las
incidencias del terreno, no deben se transmitidas al volante. Esto se
consigue dando a los filetes del sin fin la inclinación adecuada, que
debe ser relativamente pequeña.
Vicent LletVicent Lletíí 55
Como las trayectorias a recorrer por la ruedas directrices son distintas
en una curva (la rueda exterior ha de recorrer un camino mas largo por
ser mayor su radio de giro, como se ve en la figura inferior), la
orientación que debe darse a cada una distinta también (la exterior
debe abrirse mas), y para que ambas sigan la trayectoria deseada,
debe cumplirse la condición de que todas las ruedas del vehículo, en
cualquier momento de su orientación, sigan trayectorias curvas de un
mismo centro O (concéntricas), situado en la prolongación del eje de
las ruedas traseras. Para conseguirlo se disponen los brazos de
acoplamiento A y B que mandan la orientación de las ruedas, de
manera que en la posición en línea recta, sus prolongaciones se corten
en el centro C del puente trasero o muy cerca de este.
Vicent LletVicent Lletíí 66
Arquitecturas del sistema de direcciArquitecturas del sistema de direccióónn
• El sistema de dirección para eje delantero rígido
No se usa actualmente.
• 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).
•
Vicent LletVicent Lletíí 77
El sistema de direcciEl sistema de direccióón para tren delantero den para tren delantero de
suspensisuspensióón independienten independiente
Un tipo de dirección es el que utiliza una barra de acoplamiento
dividida en tres partes
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.
•
Vicent LletVicent Lletíí 88
• 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, que al mismo tiempo efectúa
una 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, la que existe
entre los ángulos de giro del volante y los obtenidos en 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 orientación varia entre 12:1 y 24:1,
dependiendo este valor del peso del vehículo que carga sobre las
ruedas directrices.
Vicent LletVicent Lletíí 99
• 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.
Vicent LletVicent Lletíí 1010
El sistema de tornillo y sector dentado, que consiste en un tornillo
sinfín (7), al que se une por medio de estrías la columna de la
dirección. Dicho sinfín va alojado en una caja (18), en la que se apoya
por medio de los cojinetes de rodillos (4). Uno de los extremos del
sinfín recibe la tapadera (5), roscada a la caja, con la cual puede
reglarse el huelgo longitudinal del sinfín. El otro extremo de éste
sobresale por un orificio en la parte opuesta de la carcasa, donde se
acopla el reten (20), que impide la salida del aceite contenido en el
interior de la caja de la dirección.
•
Vicent LletVicent Lletíí 1111
Mecanismo de direcciMecanismo de direccióón de cremalleran de cremallera
• Esta dirección se caracteriza por la sencillez de su
mecanismo desmultiplicador y su simplicidad de
montaje, al eliminar gran parte de la tiranteria
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.
Vicent LletVicent Lletíí 1212
Mecanismo de direcciMecanismo de direccióón de cremalleran de cremallera
• 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.
•
Vicent LletVicent Lletíí 1313
Consiste en una barra (6), donde hay labrada una cremallera en la que
engrana el piñón (9), que se aloja en la caja de dirección (1), apoyado
en los cojinetes (10 y 16). El piñón (9) se mantiene en posición por la
tuerca (14) y la arandela (13); su reglaje se efectúa quitando o
poniendo arandelas (11) hasta que el clip (12) se aloje en su lugar. La
cremallera (6) se apoya en la caja de dirección (1) y recibe por sus dos
extremos los soportes de la articulación (7), roscado en ella y que se
fijan con las contratuercas (8). Aplicado contra la barra de cremallera
(6) hay un dispositivo (19), de rectificación automática de la holgura
que pueda existir entre la cremallera y el piñón (9). Este dispositivo
queda fijado por la contratuerca (20).
•
Vicent LletVicent Lletíí 1414
Columna de la direcciColumna de la direccióónn
Vicent LletVicent Lletíí 1515
DirecciDireccióón asistidan asistida
Debido al empleo de neumáticos de baja presión y gran superficie de
contacto, la maniobra en el volante de la dirección para orientar las
ruedas se hace difícil, sobre todo con el vehículo parado. Como no
interesa sobrepasar un cierto limite de desmultiplicación, porque se
pierde excesivamente la sensibilidad de la dirección, en los vehículos
se recurre a la asistencia de la dirección, que proporciona una gran
ayuda al conductor en la realización de las maniobras y, al mismo
tiempo, permite una menor desmultiplicación, ganando al mismo
tiempo sensibilidad en el manejo y poder aplicar volantes de radio
mas pequeño.
Vicent LletVicent Lletíí 1616
DirecciDireccióón asistidan asistida
• El mas usado hasta ahora es el de mando hidráulico (aunque
actualmente los sistemas de dirección con asistencia eléctrica le
están comiendo terreno) del que se muestra el esquema básico en
la figura inferior. Puede verse en ella que el volante de la dirección
acciona un piñón, que a su vez mueve una cremallera como en una
dirección normal de este tipo; pero unido a esta cremallera se
encuentra un pistón alojado en el interior de un cilindro de manera
que a una u otra de las caras puede llegar el liquido a presión
desde una válvula distribuidora, que a su vez lo recibe de un
depósito, en el que se mantiene almacenado a una presión
determinada, que proporciona una bomba y se conserva dentro de
unos limites por una válvula de descarga.
Vicent LletVicent Lletíí 1717
ServodirecciServodireccióón hidrn hidrááulicaulica
Vicent LletVicent Lletíí 1818
Dispositivo de mando hidrDispositivo de mando hidrááulicoulico
La válvula de distribución, situada en el interior del cuerpo central de la
servodirección, esta formada por una caja de válvulas (1), en cuyo
interior se desplaza una corredera (2) movida por el árbol de la
dirección (3). Esta válvula canaliza, según la maniobra realizada en el
volante, el aceite a presión hacia uno u otro lado del émbolo (4) de
doble efecto.
Mientras no se actúa sobre el volante; las válvulas se mantienen
abiertas por estar situada la corredera en su posición media. Esta
posición es mantenida por un dispositivo elástico de regulación por
muelles (5), que tienen una tensión inicial apropiada a las
características del vehículo. En esta posición el aceite tiene libre paso
de entrada y salida por el interior del distribuidor sin que realice presión
alguna sobre las caras del émbolo.
Vicent LletVicent Lletíí 1919
Vicent LletVicent Lletíí 2020
Vicent LletVicent Lletíí 2121
Bomba de presiBomba de presióónn
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 de funcionamiento por medio de unos limitadores de
caudal y presión situados en el interior de la misma.
Vicent LletVicent Lletíí 2222
El limitador o regulador de caudalEl limitador o regulador de caudal
Está formado por una válvula de pistón (1) y un resorte tarado (2),
intercalados entre la salida de la cámara de presión y el difusor de la
bomba; hace retornar el caudal sobrante al circuito de entrada. El
limitador de presión esta formado por una válvula de asiento cónico o
una esfera (3) y un resorte tarado (4), que comunica la salida de aceite
con la parte anterior del difusor.
Vicent LletVicent Lletíí 2323
ServodirecciServodireccióón hidrn hidrááulicaulica
Vicent LletVicent Lletíí 2424
ServodirecciServodireccióón hidrn hidrááulicaulica
Vicent LletVicent Lletíí 2525
Ventajas e inconvenientes de la servodirecciVentajas e inconvenientes de la servodireccióónn
Ventajas:
1ª.- Reducen el esfuerzo en el volante, con menor fatiga para el
conductor, ventaja muy conveniente en los largos recorridos o
para las maniobras en ciudad.
2ª.- Permiten acoplar una dirección mas directa; es decir, con una
menor reducción con lo que se obtiene una mayor rapidez de giro
en las ruedas. Esto resulta especialmente adecuado en los
camiones y autocares.
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.
Vicent LletVicent Lletíí 2626
Ventajas e inconvenientes de la servodirecciVentajas e inconvenientes de la servodireccióónn
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.
Vicent LletVicent Lletíí 2727
Ventajas e inconvenientes de la servodirecciVentajas e inconvenientes de la servodireccióónn
Inconvenientes:
Los inconvenientes de estos mecanismos con respecto a las
direcciones simples con prácticamente nulos ya que, debido a su
simplicidad y robustez, no requieren un entretenimiento especial y
no tienen prácticamente averías. Por tanto los únicos
inconvenientes a destacar son:
1ª.- Un costo mas elevado en las reparaciones, ya que requieren mano
de obra especializada.
2ª.- El costo mas elevado de este mecanismo y su adaptación inicial
en el vehículo, con respecto a la dirección simple
Vicent LletVicent Lletíí 2828
ServodirecciServodireccióón hidrn hidrááulica de asistenciaulica de asistencia
variablevariable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer
sobre el volante dependiendo de la velocidad del vehículo y del valor
de fricción, esfuerzo rueda-suelo. Haciendo variar el esfuerzo que hay
que hacer en el volante según la velocidad, este sistema de dirección
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.
Vicent LletVicent Lletíí 2929
Servodirección hidráulica de asistencia
variable
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.
Vicent LletVicent Lletíí 3030
Vicent LletVicent Lletíí 3131
DirecciDireccióónn electrohidraulicaelectrohidraulica de asistenciade asistencia
variable (Peugeot 407)variable (Peugeot 407)
Vicent LletVicent Lletíí 3232
DirecciDireccióón electromecn electromecáánica de asistencianica de asistencia
variablevariable
En estos últimos años se esta utilizando cada vez mas este sistema de
dirección, denominada dirección eléctrica. La dirección eléctrica se empezó a
utilizar en vehículos pequeños (utilitarios) pero ya se esta utilizando en
vehículos del segmento medio, como ejemplo: la utilizada por el Renault
Megane.
En este tipo de dirección se suprime todo el circuito hidráulico formado por la
bomba de alta presión, depósito, válvula distribuidora y canalizaciones que
formaban parte de las servodirecciones hidráulicas. Todo esto se sustituye por
un motor eléctrico que acciona una reductora (corona + tornillo sinfín) que a su
vez mueve la cremallera de la dirección.
Vicent LletVicent Lletíí 3333
DirecciDireccióón electromecn electromecáánica de asistencianica de asistencia
variablevariable
Vicent LletVicent Lletíí 3434
DirecciDireccióón electromecn electromecáánica de asistencianica de asistencia
variablevariable
Sus principales ventajas son:
• Se suprimen los componentes hidráulicos, como la bomba de aceite para
servoasistencia, entubados flexibles, depósitos de aceite y filtros
• Se elimina el líquido hidráulico
• Reducción del espacio requerido, los componentes de servoasistencia van
instalados y actúan directamente en la caja de la dirección.
• Menor sonoridad
• Reducción del consumo energético. A diferencia de la dirección hidráulica,
que requiere un caudal volumétrico permanente, la dirección asistida
electromecánica solamente consume energía cuando realmente se mueve
la dirección. Con esta absorción de potencia en función de las necesidades
se reduce también el consumo de combustible (aprox. 0,2 L cada 100 Km.)
• Se elimina el complejo entubado flexible y cableado.
• El conductor obtiene una sensación óptima al volante en cualquier
situación, a través de una buena estabilidad rectilínea, una respuesta
directa, pero suave al movimiento del volante y sin reacciones
desagradables sobre pavimento irregular.
Vicent LletVicent Lletíí 3535
DirecciDireccióón electromecn electromecáánica de asistencianica de asistencia
variablevariable
Sus inconvenientes son:
• Estar limitado en su aplicación a todos los vehículos (limitación que no
tiene el sistema de dirección hidráulica) ya que dependiendo del peso del
vehículo y del tamaño de las ruedas, este sistema no es valido. A mayor
peso del vehículo normalmente mas grandes son las ruedas tanto en altura
como en anchura, por lo que mayor es el esfuerzo que tiene que desarrollar
el sistema de dirección, teniendo en cuenta que en las direcciones
eléctricas todo la fuerza de asistencia la genera un motor eléctrico, cuanto
mayor sea la asistencia a generar por la dirección, mayor tendrá que ser el
tamaño del motor, por lo que mayor será la intensidad eléctrica consumida
por el mismo.
• Un excesivo consumo eléctrico por parte del motor eléctrico del sistema de
dirección, no es factible, ya que la capacidad eléctrica del sistema de carga
del vehículo esta limitada. Este inconveniente es el que impide que este
sistema de dirección se pueda aplicar a todos los vehículos, ya que por lo
demás todo son ventajas.
Vicent LletVicent Lletíí 3636
DirecciDireccióón electromecn electromecáánica de asistencianica de asistencia
variablevariable
Vicent LletVicent Lletíí 3737
Cotas de reglaje de la direcciCotas de reglaje de la direccióónn
Para que le funcionamiento de la de dirección resulte adecuado, es preciso
que los elementos que lo forman cumplan unas determinadas condiciones,
llamadas cotas de dirección o geometría de dirección, mediante las cuales,
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 debe retornar a la línea recta y mantenerse en ella al soltar el
volante después de realizar una curva.
Las cotas que determinan la geometría del sistema de dirección son:
• Ángulo de salida (king-pin)
• Ángulo de caída (Camber)
• Ángulo de inclinación (Ángulo incluido)
• Ángulo de avance (Caster)
• Cotas conjugadas
• Convergencia de las ruedas
• Radio de viraje o giro máximo
• Ángulo de empuje
Vicent LletVicent Lletíí 3838
ÁÁngulo de salida (Kingngulo de salida (King--pin)pin)
Se llama ángulo de salida 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
comprometido entre 5 y 10º, siendo en la mayoría de los vehículos
de 6 a 7º.
Vicent LletVicent Lletíí 3939
ÁÁngulo de salida (Kingngulo de salida (King--pin)pin)
Esta disposición del pivote sobre el que se mueve la mangueta reduce el esfuerzo
a realizar para la orientación de la rueda ya que, depende directamente de la
distancia "d" (figura inferior) 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 pase por 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 practica "d" no puede ser cero ya que, entonces la
dirección se volvería inestable
Vicent LletVicent Lletíí 4040
ÁÁngulo de salida (Kingngulo de salida (King--pin)pin)
De la inclinación del eje del pivote resultan fuerzas de retroceso, 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 esta 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.
Además el ángulo de salida, minimiza el efecto de las irregularidades
de la carretera en el ensamblaje del conjunto de dirección.
Vicent LletVicent Lletíí 4141
ÁÁngulo de salida (Kingngulo de salida (King--pin)pin)
• La presión de inflado de los neumáticos tiene una importancia vital en este
ángulo, pues con menor presión, el punto "A´" se desplaza mas hacia
abajo, aumentando la distancia "d" y, por tanto, el esfuerzo para girar las
ruedas.
Vicent LletVicent Lletíí 4242
ÁÁngulo de cangulo de caíída (Camber)da (Camber)
• 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
Vicent LletVicent Lletíí 4343
ÁÁngulo de cangulo de caíída (Camber)da (Camber)
La mangueta esta sometida a esfuerzos de flexión equivalentes a peso que
sobre ella gravita (P) por su brazo de palanca (d). Con el ángulo de caída lo
que se busca es 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 mantiene
se mantiene dentro de unos limites suficientes
Vicent LletVicent Lletíí 4444
ÁÁngulo de inclinacingulo de inclinacióón de la ruedan de la rueda
((ÁÁngulo incluido)ngulo incluido)
Los valores de la caída y la salida, conjuntamente, hacen que la rueda adquiera
una posición inclinada respecto al suelo (mas abierta d arriba). Evidentemente,
el ángulo de inclinación de la rueda, también llamado ángulo incluido, depende
de los valores de los ángulos de caída y salida, determinándose estos por el
constructor del vehiculo.
Se dice que el ángulo de inclinación de la rueda es positivo cuando ésta se
inclina hacia el exterior por su parte superior y negativo en el caso contrario.
Vicent LletVicent Lletíí 4545
ÁÁngulo de avance (Caster)ngulo de avance (Caster)
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.
Vicent LletVicent Lletíí 4646
ÁÁngulo de avance (Caster)ngulo de avance (Caster)
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.
Vicent LletVicent Lletíí 4747
ÁÁngulo de avance (Caster)ngulo de avance (Caster)
De esta forma 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.
Vicent LletVicent Lletíí 4848
Cotas conjugadasCotas conjugadas
Las cotas de salida y caída hacen que el avance 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.
Vicent LletVicent Lletíí 4949
Cotas conjugadasCotas conjugadas
La convergencia será tanto mayor cuanto mas 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.
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.
Vicent LletVicent Lletíí 5050
ConvergenciaConvergencia
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.
Vicent LletVicent Lletíí 5151
ConvergenciaConvergencia
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.
Vicent LletVicent Lletíí 5252
ConvergenciaConvergencia
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 mas 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.
Vicent LletVicent Lletíí 5353
ConvergenciaConvergencia
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.
Vicent LletVicent Lletíí 5454
Radio de viraje o giro mRadio de viraje o giro mááximoximo
La distancia entre pivotes (a) que recibe
el nombre de vía y la longitud e
inclinación de los brazos de
acoplamiento en función de la batalla
(b) del vehículo, que corresponde a la
distancia entre ejes, determinan una de
las características de la dirección, como
es su radio de giro máximo. Este radio
viene determinado de forma que las
ruedas puedan girar describiendo un
circulo de diámetro cuatro veces mayor
que la batalla del vehículo.
Vicent LletVicent Lletíí 5555
ÁÁngulo de empujengulo de empuje
Se denomina así al ángulo que forma la perpendicular al eje trasero con
respecto al eje longitudinal del vehiculo. Este ángulo debe ser igual a cero. Es
decir, el eje de empuje debe con el eje longitudinal del vehiculo, pues en caso
contrario las ruedas traseras describirían trayectorias diferente a las delanteras
en la marcha en línea recta, con el consiguiente tiro lateral del vehiculo.
El tren trasero de un vehiculo tiene una gran importancia sobre la estabilidad
de marcha en carretera. Debe estar centrado y simétrico con respecto al tren
delantero. Por otra parte, las ruedas traseras están dotadas de cotas de
dirección como la convergencia y el ángulo incluido, que determinan el
posicionamiento correcto de la ruedas sobre el suelo
Vicent LletVicent Lletíí 5656
Valores reales de las cotas de reglaje deValores reales de las cotas de reglaje de
un automun automóóvil de la marca: Renaultvil de la marca: Renault
Laguna IILaguna II

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Sistema de direccion

  • 1. Vicent LletVicent Lletíí 11 Sistema de DirecciSistema de Direccióónn • 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.
  • 2. Vicent LletVicent Lletíí 22 CaracterCaracteríísticas que deben reunir todo sistemasticas que deben reunir todo sistema direccidireccióónn Seguridad Suavidad Precisión Irreversibilidad
  • 3. Vicent LletVicent Lletíí 33 CaracterCaracteríísticas que deben reunir todo sistemasticas que deben reunir todo sistema direccidireccióónn Seguridad: depende de la fiabilidad del mecanismo, de la calidad de los materiales empleados y del entretenimiento adecuado. Suavidad: se consigue con un montaje preciso, una desmultiplicación adecuada y un perfecto engrase.
  • 4. Vicent LletVicent Lletíí 44 CaracterCaracteríísticas que deben reunir todo sistemasticas que deben reunir todo sistema direccidireccióónn Precisión: se consigue haciendo que la dirección no sea muy dura ni muy suave. Si la dirección es muy dura por un excesivo ataque (mal reglaje) o pequeña desmultiplicación (inadecuada), la conducción se hace fatigosa e imprecisa; por el contrario, si es muy suave, por causa de una desmultiplicación grande, el conductor no siente la dirección y el vehículo sigue una trayectoria imprecisa. Irreversibilidad: consiste en que el volante debe mandar el giro a las pero, por el contrario, las oscilaciones que toman estas, debido a las incidencias del terreno, no deben se transmitidas al volante. Esto se consigue dando a los filetes del sin fin la inclinación adecuada, que debe ser relativamente pequeña.
  • 5. Vicent LletVicent Lletíí 55 Como las trayectorias a recorrer por la ruedas directrices son distintas en una curva (la rueda exterior ha de recorrer un camino mas largo por ser mayor su radio de giro, como se ve en la figura inferior), la orientación que debe darse a cada una distinta también (la exterior debe abrirse mas), y para que ambas sigan la trayectoria deseada, debe cumplirse la condición de que todas las ruedas del vehículo, en cualquier momento de su orientación, sigan trayectorias curvas de un mismo centro O (concéntricas), situado en la prolongación del eje de las ruedas traseras. Para conseguirlo se disponen los brazos de acoplamiento A y B que mandan la orientación de las ruedas, de manera que en la posición en línea recta, sus prolongaciones se corten en el centro C del puente trasero o muy cerca de este.
  • 6. Vicent LletVicent Lletíí 66 Arquitecturas del sistema de direcciArquitecturas del sistema de direccióónn • El sistema de dirección para eje delantero rígido No se usa actualmente. • 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). •
  • 7. Vicent LletVicent Lletíí 77 El sistema de direcciEl sistema de direccióón para tren delantero den para tren delantero de suspensisuspensióón independienten independiente Un tipo de dirección es el que utiliza una barra de acoplamiento dividida en tres partes 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. •
  • 8. Vicent LletVicent Lletíí 88 • 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, que al mismo tiempo efectúa una 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, la que existe entre los ángulos de giro del volante y los obtenidos en 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 orientación varia entre 12:1 y 24:1, dependiendo este valor del peso del vehículo que carga sobre las ruedas directrices.
  • 9. Vicent LletVicent Lletíí 99 • 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.
  • 10. Vicent LletVicent Lletíí 1010 El sistema de tornillo y sector dentado, que consiste en un tornillo sinfín (7), al que se une por medio de estrías la columna de la dirección. Dicho sinfín va alojado en una caja (18), en la que se apoya por medio de los cojinetes de rodillos (4). Uno de los extremos del sinfín recibe la tapadera (5), roscada a la caja, con la cual puede reglarse el huelgo longitudinal del sinfín. El otro extremo de éste sobresale por un orificio en la parte opuesta de la carcasa, donde se acopla el reten (20), que impide la salida del aceite contenido en el interior de la caja de la dirección. •
  • 11. Vicent LletVicent Lletíí 1111 Mecanismo de direcciMecanismo de direccióón de cremalleran de cremallera • Esta dirección se caracteriza por la sencillez de su mecanismo desmultiplicador y su simplicidad de montaje, al eliminar gran parte de la tiranteria 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.
  • 12. Vicent LletVicent Lletíí 1212 Mecanismo de direcciMecanismo de direccióón de cremalleran de cremallera • 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. •
  • 13. Vicent LletVicent Lletíí 1313 Consiste en una barra (6), donde hay labrada una cremallera en la que engrana el piñón (9), que se aloja en la caja de dirección (1), apoyado en los cojinetes (10 y 16). El piñón (9) se mantiene en posición por la tuerca (14) y la arandela (13); su reglaje se efectúa quitando o poniendo arandelas (11) hasta que el clip (12) se aloje en su lugar. La cremallera (6) se apoya en la caja de dirección (1) y recibe por sus dos extremos los soportes de la articulación (7), roscado en ella y que se fijan con las contratuercas (8). Aplicado contra la barra de cremallera (6) hay un dispositivo (19), de rectificación automática de la holgura que pueda existir entre la cremallera y el piñón (9). Este dispositivo queda fijado por la contratuerca (20). •
  • 14. Vicent LletVicent Lletíí 1414 Columna de la direcciColumna de la direccióónn
  • 15. Vicent LletVicent Lletíí 1515 DirecciDireccióón asistidan asistida Debido al empleo de neumáticos de baja presión y gran superficie de contacto, la maniobra en el volante de la dirección para orientar las ruedas se hace difícil, sobre todo con el vehículo parado. Como no interesa sobrepasar un cierto limite de desmultiplicación, porque se pierde excesivamente la sensibilidad de la dirección, en los vehículos se recurre a la asistencia de la dirección, que proporciona una gran ayuda al conductor en la realización de las maniobras y, al mismo tiempo, permite una menor desmultiplicación, ganando al mismo tiempo sensibilidad en el manejo y poder aplicar volantes de radio mas pequeño.
  • 16. Vicent LletVicent Lletíí 1616 DirecciDireccióón asistidan asistida • El mas usado hasta ahora es el de mando hidráulico (aunque actualmente los sistemas de dirección con asistencia eléctrica le están comiendo terreno) del que se muestra el esquema básico en la figura inferior. Puede verse en ella que el volante de la dirección acciona un piñón, que a su vez mueve una cremallera como en una dirección normal de este tipo; pero unido a esta cremallera se encuentra un pistón alojado en el interior de un cilindro de manera que a una u otra de las caras puede llegar el liquido a presión desde una válvula distribuidora, que a su vez lo recibe de un depósito, en el que se mantiene almacenado a una presión determinada, que proporciona una bomba y se conserva dentro de unos limites por una válvula de descarga.
  • 17. Vicent LletVicent Lletíí 1717 ServodirecciServodireccióón hidrn hidrááulicaulica
  • 18. Vicent LletVicent Lletíí 1818 Dispositivo de mando hidrDispositivo de mando hidrááulicoulico La válvula de distribución, situada en el interior del cuerpo central de la servodirección, esta formada por una caja de válvulas (1), en cuyo interior se desplaza una corredera (2) movida por el árbol de la dirección (3). Esta válvula canaliza, según la maniobra realizada en el volante, el aceite a presión hacia uno u otro lado del émbolo (4) de doble efecto. Mientras no se actúa sobre el volante; las válvulas se mantienen abiertas por estar situada la corredera en su posición media. Esta posición es mantenida por un dispositivo elástico de regulación por muelles (5), que tienen una tensión inicial apropiada a las características del vehículo. En esta posición el aceite tiene libre paso de entrada y salida por el interior del distribuidor sin que realice presión alguna sobre las caras del émbolo.
  • 21. Vicent LletVicent Lletíí 2121 Bomba de presiBomba de presióónn 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 de funcionamiento por medio de unos limitadores de caudal y presión situados en el interior de la misma.
  • 22. Vicent LletVicent Lletíí 2222 El limitador o regulador de caudalEl limitador o regulador de caudal Está formado por una válvula de pistón (1) y un resorte tarado (2), intercalados entre la salida de la cámara de presión y el difusor de la bomba; hace retornar el caudal sobrante al circuito de entrada. El limitador de presión esta formado por una válvula de asiento cónico o una esfera (3) y un resorte tarado (4), que comunica la salida de aceite con la parte anterior del difusor.
  • 23. Vicent LletVicent Lletíí 2323 ServodirecciServodireccióón hidrn hidrááulicaulica
  • 24. Vicent LletVicent Lletíí 2424 ServodirecciServodireccióón hidrn hidrááulicaulica
  • 25. Vicent LletVicent Lletíí 2525 Ventajas e inconvenientes de la servodirecciVentajas e inconvenientes de la servodireccióónn Ventajas: 1ª.- Reducen el esfuerzo en el volante, con menor fatiga para el conductor, ventaja muy conveniente en los largos recorridos o para las maniobras en ciudad. 2ª.- Permiten acoplar una dirección mas directa; es decir, con una menor reducción con lo que se obtiene una mayor rapidez de giro en las ruedas. Esto resulta especialmente adecuado en los camiones y autocares. 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.
  • 26. Vicent LletVicent Lletíí 2626 Ventajas e inconvenientes de la servodirecciVentajas e inconvenientes de la servodireccióónn 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.
  • 27. Vicent LletVicent Lletíí 2727 Ventajas e inconvenientes de la servodirecciVentajas e inconvenientes de la servodireccióónn Inconvenientes: Los inconvenientes de estos mecanismos con respecto a las direcciones simples con prácticamente nulos ya que, debido a su simplicidad y robustez, no requieren un entretenimiento especial y no tienen prácticamente averías. Por tanto los únicos inconvenientes a destacar son: 1ª.- Un costo mas elevado en las reparaciones, ya que requieren mano de obra especializada. 2ª.- El costo mas elevado de este mecanismo y su adaptación inicial en el vehículo, con respecto a la dirección simple
  • 28. Vicent LletVicent Lletíí 2828 ServodirecciServodireccióón hidrn hidrááulica de asistenciaulica de asistencia variablevariable Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el volante dependiendo de la velocidad del vehículo y del valor de fricción, esfuerzo rueda-suelo. Haciendo variar el esfuerzo que hay que hacer en el volante según la velocidad, este sistema de dirección 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.
  • 29. Vicent LletVicent Lletíí 2929 Servodirección hidráulica de asistencia variable 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.
  • 31. Vicent LletVicent Lletíí 3131 DirecciDireccióónn electrohidraulicaelectrohidraulica de asistenciade asistencia variable (Peugeot 407)variable (Peugeot 407)
  • 32. Vicent LletVicent Lletíí 3232 DirecciDireccióón electromecn electromecáánica de asistencianica de asistencia variablevariable En estos últimos años se esta utilizando cada vez mas este sistema de dirección, denominada dirección eléctrica. La dirección eléctrica se empezó a utilizar en vehículos pequeños (utilitarios) pero ya se esta utilizando en vehículos del segmento medio, como ejemplo: la utilizada por el Renault Megane. En este tipo de dirección se suprime todo el circuito hidráulico formado por la bomba de alta presión, depósito, válvula distribuidora y canalizaciones que formaban parte de las servodirecciones hidráulicas. Todo esto se sustituye por un motor eléctrico que acciona una reductora (corona + tornillo sinfín) que a su vez mueve la cremallera de la dirección.
  • 33. Vicent LletVicent Lletíí 3333 DirecciDireccióón electromecn electromecáánica de asistencianica de asistencia variablevariable
  • 34. Vicent LletVicent Lletíí 3434 DirecciDireccióón electromecn electromecáánica de asistencianica de asistencia variablevariable Sus principales ventajas son: • Se suprimen los componentes hidráulicos, como la bomba de aceite para servoasistencia, entubados flexibles, depósitos de aceite y filtros • Se elimina el líquido hidráulico • Reducción del espacio requerido, los componentes de servoasistencia van instalados y actúan directamente en la caja de la dirección. • Menor sonoridad • Reducción del consumo energético. A diferencia de la dirección hidráulica, que requiere un caudal volumétrico permanente, la dirección asistida electromecánica solamente consume energía cuando realmente se mueve la dirección. Con esta absorción de potencia en función de las necesidades se reduce también el consumo de combustible (aprox. 0,2 L cada 100 Km.) • Se elimina el complejo entubado flexible y cableado. • El conductor obtiene una sensación óptima al volante en cualquier situación, a través de una buena estabilidad rectilínea, una respuesta directa, pero suave al movimiento del volante y sin reacciones desagradables sobre pavimento irregular.
  • 35. Vicent LletVicent Lletíí 3535 DirecciDireccióón electromecn electromecáánica de asistencianica de asistencia variablevariable Sus inconvenientes son: • Estar limitado en su aplicación a todos los vehículos (limitación que no tiene el sistema de dirección hidráulica) ya que dependiendo del peso del vehículo y del tamaño de las ruedas, este sistema no es valido. A mayor peso del vehículo normalmente mas grandes son las ruedas tanto en altura como en anchura, por lo que mayor es el esfuerzo que tiene que desarrollar el sistema de dirección, teniendo en cuenta que en las direcciones eléctricas todo la fuerza de asistencia la genera un motor eléctrico, cuanto mayor sea la asistencia a generar por la dirección, mayor tendrá que ser el tamaño del motor, por lo que mayor será la intensidad eléctrica consumida por el mismo. • Un excesivo consumo eléctrico por parte del motor eléctrico del sistema de dirección, no es factible, ya que la capacidad eléctrica del sistema de carga del vehículo esta limitada. Este inconveniente es el que impide que este sistema de dirección se pueda aplicar a todos los vehículos, ya que por lo demás todo son ventajas.
  • 36. Vicent LletVicent Lletíí 3636 DirecciDireccióón electromecn electromecáánica de asistencianica de asistencia variablevariable
  • 37. Vicent LletVicent Lletíí 3737 Cotas de reglaje de la direcciCotas de reglaje de la direccióónn Para que le funcionamiento de la de dirección resulte adecuado, es preciso que los elementos que lo forman cumplan unas determinadas condiciones, llamadas cotas de dirección o geometría de dirección, mediante las cuales, 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 debe retornar a la línea recta y mantenerse en ella al soltar el volante después de realizar una curva. Las cotas que determinan la geometría del sistema de dirección son: • Ángulo de salida (king-pin) • Ángulo de caída (Camber) • Ángulo de inclinación (Ángulo incluido) • Ángulo de avance (Caster) • Cotas conjugadas • Convergencia de las ruedas • Radio de viraje o giro máximo • Ángulo de empuje
  • 38. Vicent LletVicent Lletíí 3838 ÁÁngulo de salida (Kingngulo de salida (King--pin)pin) Se llama ángulo de salida 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 comprometido entre 5 y 10º, siendo en la mayoría de los vehículos de 6 a 7º.
  • 39. Vicent LletVicent Lletíí 3939 ÁÁngulo de salida (Kingngulo de salida (King--pin)pin) Esta disposición del pivote sobre el que se mueve la mangueta reduce el esfuerzo a realizar para la orientación de la rueda ya que, depende directamente de la distancia "d" (figura inferior) 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 pase por 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 practica "d" no puede ser cero ya que, entonces la dirección se volvería inestable
  • 40. Vicent LletVicent Lletíí 4040 ÁÁngulo de salida (Kingngulo de salida (King--pin)pin) De la inclinación del eje del pivote resultan fuerzas de retroceso, 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 esta 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. Además el ángulo de salida, minimiza el efecto de las irregularidades de la carretera en el ensamblaje del conjunto de dirección.
  • 41. Vicent LletVicent Lletíí 4141 ÁÁngulo de salida (Kingngulo de salida (King--pin)pin) • La presión de inflado de los neumáticos tiene una importancia vital en este ángulo, pues con menor presión, el punto "A´" se desplaza mas hacia abajo, aumentando la distancia "d" y, por tanto, el esfuerzo para girar las ruedas.
  • 42. Vicent LletVicent Lletíí 4242 ÁÁngulo de cangulo de caíída (Camber)da (Camber) • 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
  • 43. Vicent LletVicent Lletíí 4343 ÁÁngulo de cangulo de caíída (Camber)da (Camber) La mangueta esta sometida a esfuerzos de flexión equivalentes a peso que sobre ella gravita (P) por su brazo de palanca (d). Con el ángulo de caída lo que se busca es 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 mantiene se mantiene dentro de unos limites suficientes
  • 44. Vicent LletVicent Lletíí 4444 ÁÁngulo de inclinacingulo de inclinacióón de la ruedan de la rueda ((ÁÁngulo incluido)ngulo incluido) Los valores de la caída y la salida, conjuntamente, hacen que la rueda adquiera una posición inclinada respecto al suelo (mas abierta d arriba). Evidentemente, el ángulo de inclinación de la rueda, también llamado ángulo incluido, depende de los valores de los ángulos de caída y salida, determinándose estos por el constructor del vehiculo. Se dice que el ángulo de inclinación de la rueda es positivo cuando ésta se inclina hacia el exterior por su parte superior y negativo en el caso contrario.
  • 45. Vicent LletVicent Lletíí 4545 ÁÁngulo de avance (Caster)ngulo de avance (Caster) 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.
  • 46. Vicent LletVicent Lletíí 4646 ÁÁngulo de avance (Caster)ngulo de avance (Caster) 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.
  • 47. Vicent LletVicent Lletíí 4747 ÁÁngulo de avance (Caster)ngulo de avance (Caster) De esta forma 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.
  • 48. Vicent LletVicent Lletíí 4848 Cotas conjugadasCotas conjugadas Las cotas de salida y caída hacen que el avance 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.
  • 49. Vicent LletVicent Lletíí 4949 Cotas conjugadasCotas conjugadas La convergencia será tanto mayor cuanto mas 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. 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.
  • 50. Vicent LletVicent Lletíí 5050 ConvergenciaConvergencia 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.
  • 51. Vicent LletVicent Lletíí 5151 ConvergenciaConvergencia 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.
  • 52. Vicent LletVicent Lletíí 5252 ConvergenciaConvergencia 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 mas 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.
  • 53. Vicent LletVicent Lletíí 5353 ConvergenciaConvergencia 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.
  • 54. Vicent LletVicent Lletíí 5454 Radio de viraje o giro mRadio de viraje o giro mááximoximo La distancia entre pivotes (a) que recibe el nombre de vía y la longitud e inclinación de los brazos de acoplamiento en función de la batalla (b) del vehículo, que corresponde a la distancia entre ejes, determinan una de las características de la dirección, como es su radio de giro máximo. Este radio viene determinado de forma que las ruedas puedan girar describiendo un circulo de diámetro cuatro veces mayor que la batalla del vehículo.
  • 55. Vicent LletVicent Lletíí 5555 ÁÁngulo de empujengulo de empuje Se denomina así al ángulo que forma la perpendicular al eje trasero con respecto al eje longitudinal del vehiculo. Este ángulo debe ser igual a cero. Es decir, el eje de empuje debe con el eje longitudinal del vehiculo, pues en caso contrario las ruedas traseras describirían trayectorias diferente a las delanteras en la marcha en línea recta, con el consiguiente tiro lateral del vehiculo. El tren trasero de un vehiculo tiene una gran importancia sobre la estabilidad de marcha en carretera. Debe estar centrado y simétrico con respecto al tren delantero. Por otra parte, las ruedas traseras están dotadas de cotas de dirección como la convergencia y el ángulo incluido, que determinan el posicionamiento correcto de la ruedas sobre el suelo
  • 56. Vicent LletVicent Lletíí 5656 Valores reales de las cotas de reglaje deValores reales de las cotas de reglaje de un automun automóóvil de la marca: Renaultvil de la marca: Renault Laguna IILaguna II