100032163 MA15 Sistema de Direccion

7/26/2019 100032163 MA15 Sistema de Direccion

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Mecanismos del automvil

Sistema de direccin


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El sistema de direccin, es uno de los ms importantes, y junto con el sistema de frenos y suspensin, contribuye a la seguridad y comodidad del conductor y las personas. Es parte de la seguridad activa del automvil.


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Sistema de direccin-Un poco de historia

Sistema de direccin girando en forma integral

Sistema de direccin independiente inventado por Langensperger en 1816


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Efecto de direccin Ackermann, alcanzado por dos cmaras. Diseado por Amadee Boll en u Obeissante en 1873.


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Efecto de direccin Ackermann, mediante brazos de direccin en paralelo. Utilizado por Amadee Boll en 'La Mancelle' de 1878


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Efecto de direccin Ackermann, utilizado por Karl Benz en su Victoria en 1893


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El sistema de direccin es el conjunto de mecanismos que tienen la misin de: 1) Orientar las ruedas directrices, 2) Adaptarla al trazado de la va por la que circula, y 3) Realizar las distintas maniobras que su conduccin exige.


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Para que el conductor no tenga que realizar esfuerzo en la orientacin de las ruedas directrices, el vehculo dispone de un mecanismo desmultiplicador, en los casossimples (coches antiguos), o de servomecanismo de asistencia hidrulica, elctrica(en los vehculos actuales).


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Relacin de desmultiplicacin de la direccin ( iD )Existe una relacin de desmultiplicacin entre el volante y las ruedas, y est dado por la siguiente relacin:iD

donde:

, ngulo de giro del volante , ngulo de viraje de las ruedas directrices

Generalmente, esta relacin vara entre 12:1 a 24:1, dependiendo del tipo y carga del vehculo.


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Cualidades del sistema de direccin1. Seguridad: El sistema de direccin debe ser seguro. Esto depende del diseo (materiales), procesos de fabricacin y control de calidad y del mantenimiento adecuadodel sistema de direccin. 2. Suavidad: El sistema de direccin debe ser suave. Estose consigue con a) una adecuada desmultiplicacin en el sistema de engranaje, b)empleo de direccin asistida, c) un buen estado de las cotas de direccin y d) el mantenimiento del conjunto


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3. Precisin: Se consigue haciendo que la direccin no sea muy dura ni muy suave y responda con exactitud en funcin de las circunstancias. Para ello se deben eliminar las holguras innecesarias.

Si la direccin es muy dura por un excesivo ataque (mal reglaje) o pequea desmultiplicacin (inadecuada), la conduccin se hace fatigosa e imprecisa; Si es muy suave,por causa de una desmultiplicacin grande, el conductor no siente la direccin y elvehculo sigue una trayectoria imprecisa.


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4. Irreversibilidad: El volante debe mandar el giro a las ruedas, y no al revs. Las oscilaciones que toman estas debido a las irregularidades del terreno, no deben se transmitidas al volante.


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Componentes del sistema de direccinComponentes bsicos1. Barra de direccin 2 y 4 Barra de acoplamiento 1. Palanca intermedia 5. Volantede direccin 6. Columna de direccin 7. Mecanismos de direccin o de desmultiplicacin8. Brazo de mando de direccin o brazo pitman


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Volante de direccin

Es el elemento encargado de proporcionar el giro del vehculo a voluntad del conductor

En automviles modernos, las volantes no solo cumplen funcin en la direccin, sino contienen tambin; mandos del sistema de audio, video, control de velocidad de crucero, palanca selectora de velocidades secuencial, etc.


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Volante y columna de direccin


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Columna de direccinCuerpo cilndrico de acero fijado al bastidor o a la carrocera dentro del cual girael eje de la direccin que en un extremo est unido al manubrio y en el otro a la caja de direccin


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Componentes del sistema de direccin tipo pin - cremallera

1. Barra de direccin 2. Barra de direccin/ acoplamiento 4. Cremallera 6. Pin


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Pin y cremallera y tirantera del sistema de direccin


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Mecanismo de direccinTiene como funciones: - Transformar el movimiento giratorio en un movimiento basculante de la biela de mando o bien en movimiento de vaivn de la cremallera. - Reducir la aplicacin de la fuerza necesaria para girar las ruedas, mediante una desmultiplicacin. - Impedir la transmisin al volante de efectos perturbadores procedentes de las ruedas rgidas.


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Tipos de mecanismos de direccinDependiendo de los diseos particulares, existen varios tipos de mecanismos de ladireccin, dentro de los cuales estn: -Los de tornillo sin fin, y

-Los de cremallera.


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Mecanismos de tornillo sin fin y sector circularUn tornillo sin fin consta del propio tornillo sin fin y sector circular dentado. Si el tornillo da una vuelta, el sector altera su posicin en un diente.1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Tornillo sin fin Mecanismo de traslacin Eje de mando (rueda helicoidal) Palanca de mando Barra de acoplamiento Articulacin Columna de la direccin carcasa


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Si un sin fin de un hilo gira 360o , a la rueda helicoidal le corresponde un giro de: 360o z Si un sin fin de varios hilos gira 360o , a la rueda heliciodal lecorresponde un giro de g .360o z Si un sin fin de varios hilos gira o , a la rueda heliciodal le corresponde un giro de g .z donde: , ngulo de oscilacin de lanca de la caja , ngulo de giro del volante z , nmero de dientes de la rueda helicoidal g, nmero de hilos del sin fin


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Ejemplo: Un camin tiene como direccin un mecanismo de tornillo sin fin de dos hilos y un sector de 60 dientes. Calcule el ngulo que gira la palanca de la caja cuando se gira el volante 120o . g.2 x120o = 4o z 60


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Mecanismos de direccin por cremalleraEsta constituido por una barra tallada en cremallera (1) que se desplaza lateralmente en el interior de un cilindro.1) Cremallera 2) Pin 3) Barra de acoplamiento (bieleta de direccin)

La cremallera es accionada por un pin helicoidal (2) montado en el rbol de la columna de direccin y que gira engranado a la cremallera.


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En una vuelta completa del volante de direccin (=360o ), la cremallera se desplaza por el permetro del pin la cantidad: z. p. Luego, para un valor dado del ngulo a cremallera recorrer : s z. p.

360o

Ejemplo: Un automvil sedn tiene su direccin por pin y cremallera, el pin tiene 1es con un paso de 3,54 mm. Si se gira el volante 145o , calcular la carrera de la cremallera en mm

s z. p.

360o

145o =19 x3, 54 x 27,10mm o 360


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Tirantera de la direccinSegn el tipo de montaje del eje delantero se utilizan: - Barras de acoplamiento de una, dos o tres piezas accionados mediante bielas de mando de la direccin.

- Barras de acoplamiento de dos piezas accionados por cremallera.


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Barras de acoplamientoSon barras de acero al carbono o aleado con Ni-Cr y Mo, que en sus extremos puede tener articulaciones esfricas u orificios cnicos para acoplarse a otras articulaciones.

Reciben el movimiento desde el mecanismo de direccin, pivotea en el brazo auxiliar, para transmitirlo a los brazos de acoplamiento directamente o a travs de barras ms pequeas articuladas.


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Brazo de acoplamiento: (knucle arms).

Es un brazo inclinado de acero al carbono con algo de niquel cromo y molibdeno.Tiene un valor angular definido de fabrica, en funcin del sistema de cuadriltero autilizar generalmente el ngulo B est entre los 65 y 75 .


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RtulasSon los elementos encargados de proporcionar el movimiento en 360 a la tirantera de la direccin.

La esfera de la rtula va alojada engrasada en casquillos de acero o plsticos pretensados. Un fuelle estanco evita la prdida del lubricante.


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Direccin asistidaLa direccin asistida consiste en acoplar a un mecanismo de direccin simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede ser accionado por:- El vaco de la admisin o el proporcionado por una bomba de vaco, - La fuerza hidruica proporcionada por una bomba hidrulica, - El aire comprimido proporcionado porun compresor que tambin sirve para accionar los frenos y - Por un motor elctrico(direccin elctrica).


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Direccin asistida hidrulicaLa energa hidrulica generada por la bomba S, es distribuida por un rgano de dosificacin D hasta un cilindro hidrulico V, que comprende un pistn solidario a un eje T unido a la cremallera. La accin de la presin sobre el pistn permite desplazar a T enun sentido u otro siguiendo el giro deseado.

E, depsito de lquido S, bomba hidrulica D, distribuidor


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Direccin asistida hidrulica lnea recta

Direccin asistida hidrulica giro a la derecha

Direccin asistida hidrulica giro a la izquierda


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Direccin asistida elctrica

Un motor elctrico produce un par de asistencia en funcin del esfuerzo ejercido sobre el volante por el conductor. Este par es aplicado a las ruedas por intermediode la cremallera y es modificado permanentemente para reducir el esfuerzo del conductor.


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