Mecánica Automotriz - Power Unidad 4

8/16/2019 Mecánica Automotriz - Power Unidad 4

1/72

MECÁNICA

AUTOMOTRIZ

Lic. Antonio R. VidalesLic. en Criminalística / Gestor en Seguridad Vial

Mat. Prof. N° 114 – Prov. de Corrientes


2/72

“Sistema de

Dirección ”


3/72

¿A qué

llamamosSistema deDirección?


4/72

Es el conjunto de mecanismos o elementosque permiten que el automóvil trace una

trayectoria fijada por el conductor.

Función: es la de guiar al vehículo, orientar lasruedas, orientar los modos directrices, que

simultáneamente son los delanteros, aunque

existen vehículos en los que son cuatro (4) losmodos directrices.


5/72

Requisitos

para unabuenadirección


6/72

• Docilidad: el accionamiento para realizardistintas maniobras debe hacerse con unmínimo esfuerzo.

• Seguridad: dependerá de la guiabilidaddel sistema, la calidad de los materiales

empleados y de su correcto

mantenimiento.

• Precisión: el sistema no debe ser ni muyduro ni muy blando, para lo cual no debe

existir juego entre los elementos


7/72

• Irreversibilidad: el volante ha detransmitir el movimiento a las ruedas,

pero éstas, a pesar de las irregularidades

del terreno no deben transmitir las

oscilaciones al volante.• Retorno: cuando el volante luego de

realizar un giro debe volver a su posición

inicial.• Estabilidad: esto permite que el vehículo

se pueda desplazar en línea recta sin

que se desvíe sensiblemente.


8/72

Componentesque lo integran


9/72

Volante dedirección

Árbol dedirección

Caja y

Engranajesde

dirección

Palancas yBarras dedirección


10/72

Volante de Dirección: es el órgano demando de este sistema. Los detalles de

construcción varían según el fabricante.

Circulando en línea recta no debe dificultarla visión del tablero del vehículo.


11/72

Árbol de Dirección: está encerrado en unacaja fijada por el extremo inferior en la cajade engranajes de dirección y, en el centro o

en su parte superior, por una brida o

soporte que lo sujeta al tablero o a la

carrocería del vehículo. Su extremo

superior se une al volante.

Al conjunto árbol y caja se le denominacolumna (árbol) de dirección.


12/72


13/72

Árbol de dirección partido: para evitar que las vibraciones delsistema de dirección, debidas a las irregularidades del terreno o al

funcionamiento del motor, se transmitan al volante, a veces sedispone del árbol de dirección en 2 piezas unidas mediante una

junta elástica.

Además, en caso de choque frontal el árbol cederá por esa junta,

evitando el impacto del conductor con el volante.


14/72

Caja y Engranajes de Dirección: la funciónprincipal del engranaje es la de transformarel movimiento de giro del volante en

movimiento lineal del brazo de dirección y

con ello orientar las ruedas.

En el mecanismo o engranaje de dirección

se produce el efecto desmultiplicador delgiro del volante.


15/72

Este se monta en el interior de una caja cerrada, fijada en el bastidor, para preservarledel polvo y suciedad y contener el aceite de

engrase, sirviendo de soporte al mecanismo de

dirección, al volante y al brazo de dirección.

Está sección debe transformar el pequeño

esfuerzo realizado por el conductor en otroesfuerzo mayor y a su vez mantener fija laorientación de las ruedas a pesar de las

irregularidades del terreno.


16/72

Palancas y Barras de Dirección: son loselementos que transmiten el movimientoobtenido en el engranaje de dirección.

Las palancas o brazos de acoplamiento

llevan un cierto ángulo de inclinación para

que su prolongación coincida sobre el

centro del eje trasero y, de este modo,asegurar una mayor estabilidad y un buen

giro.


17/72

Elementos delEngranaje de

Dirección


18/72

Según la forma y los elementos empleados o la

existencia de mecanismos especiales

acoplados para transmitir el esfuerzo de giro a

las ruedas, se clasifican en:


19/72

Engranaje de Tornillo sin fin: este engranajegira solidario al árbol de direccióntransmitiendo un movimiento de rotación a

un dispositivo de traslación, que luego

transmite este movimiento a las barras de

acoplamiento por medio de articulaciones.


20/72

Tornillo sin fin

Mecanismo de traslación (tuerca)


21/72

Engranaje de Cremallera: se trata deengranajes más empleado actualmente, elcual va unido directamente al brazo de

acoplamiento de las ruedas, teniendo un

gran rendimiento mecánico, de granprecisión, particularmente en vehículos con

motor delantero y tracción, por disminuir

gradualmente el esfuerzo a realizar.Su accionamiento es muy suave y larecuperación es buena, resultando un

sistema muy seguro.


22/72


23/72

Dirección

Asistida oServodirección


24/72

El objeto es disminuir el esfuerzo a realizar porel conductor para conseguir el giro de las

ruedas, a bajas velocidades o

estacionamientos, para ello se añaden alsistema de dirección normal (mecánico) ciertos

mecanismos de asistencia. Estos mecanismos

son muy utilizados en vehículos pesados o

aquellos que levan gran superficie derodadura.


25/72

Hidráulica: cuando el sistema no se mueve

en ninguna dirección (no se mueve elvolante), el líquido atraviesa dos orificios de

iguales. Al mover el volante, se acciona un

distribuidor de corredera que abre unorificio y cierra otro, por lo que el líquido

ejerce una presión sobre un lado del pistón,

que ayuda al engranaje de dirección a

orientar las ruedas en el sentido indicado

con el volante.

La presión aplicada depende del esfuerzo

del conductor sobre el volante.


26/72

Neumática: de similar funcionamiento al

sistema anterior, pero con algunos órganosmás. Se emplea, generalmente, en

vehículos con circuito de frenos de aire

comprimido.El aire va al distribuidor y de ahí a la válvula

de descarga rápida, que lo manda al

cilindro, al extremo correspondiente,

ejerciendo presión sobre el émbolo que, al

desplazarse, comunica movimiento al brazo

direccional de las ruedas.


27/72

Cotas deDirección


28/72

La finalidad principal de éstas es hacer que ladirección sea estable, gracias a la fuerza que

se origina en las ruedas y articulaciones de las

manguetas como consecuencia de estas

medidas.


29/72

Geometría de la Dirección: se designa con

este nombre a los ángulos y medidas quedebe tener un buen sistema de dirección

para que sea:

- Estable: cuando soltamos el volantedesplazándose el vehículo, en línea recta,

tiende a mantenerse sin desviarse y una

vez efectuado el giro tiende a tomar otra

vez línea recta.


30/72

- Progresiva: cuando para un mismo radio

de giro del volante, las ruedas giran mássegún el ángulo que ocupe este, es decir,

que no hay que efectuar giros grandes en el

volante para que las ruedas viren mucho.- Semi-reversible: para que lasrepercusiones de las desigualdades del

terreno no lleguen al volante, si bien el

conductor debe percibir la calidad del

estado de la calzada.


31/72

Geometría de las ruedas: medidasconstituidas por los ángulos de “avance,

salida, caída y convergencia”, a los que se

puede añadir el ángulo de “divergencia oángulo de viraje”, que aunque no interviene

en la estabilidad en línea recta es muy

importante en las curvas.


32/72

- Ángulo de avance: el eje del pivote no esvertical, sino que por debajo apunta hacia

adelante formando un ángulo, dando fijeza

a la dirección. Si el ángulo de avance esmenor del debido, la dirección se hace

errante (vagabunda) y si es excesiva tira

hacia un lado produciendo una vibración

oscilante. Hace que la dirección sea establey que, luego de tomar una curva, las ruedas

tiendan a volver a la posición de línea recta.


33/72


34/72

- Ángulo de salida: el pivote, además delavance longitudinal, tiene una inclinacióntransversal llamada salida o inclinación, que

se mide por el ángulo que forma el eje delpivote con la vertical de 4° a 9°. El ángulo

de salida viene dado por construcción del

eje y no es regulable sino torciendo éste.


35/72

La combinación de

avance y salida hace

que la prolongacióndel eje del pivote

encuentre el terreno

lo más próximo

posible al centro de labase de apoyo de la

rueda.

Esto da como resultado el conseguir dar estabilidada la dirección y ayudar a restablecer la posición delvolante después de un giro, posición que puede serrecobrada sin intervención del conductor.


36/72

- Ángulo de caída: es el ángulo que formala prolongación del eje de simetría de larueda con el eje vertical que pasa por el

centro de apoyo de la rueda.

Con un exceso de caída, los neumáticos sedesgastan más por los bordes exteriores, y

con una falta de caída, se degastan más

por los bordes interiores. El ángulo de caídapositivo reduce el desgaste del mecanismo

de dirección y facilita el manejo de la

misma.


37/72

El ángulo de caída puede ser negativo (cuando la rueda

están más cercanas del chasis en su parte superior; caenhacia el exterior) o positivo (cuando la rueda está más

separada del chasis en su parte superior; caen hacia el

interior) dependiendo del fabricante.


38/72

- Convergencia y Divergencia: En los

vehículos de propulsión se compensa latendencia de las ruedas delanteras a

abrirse durante la marcha, haciendo que las

prolongaciones de sus ejes se corten por

delante del vehículo, lo cual significa que

las ruedas son convergentes.

La convergencia de dos ruedas se mide por

la diferencia de distancias entre la parteanterior y la posterior de las llantas de

dichas ruedas, fijándose con el vehículo

parado.


39/72

En los vehículos de tracción delantera, las

ruedas tienden a cerrarse (divergencia) por

lo tanto se las ubica abiertas para que en

marcha se logre una perfecta dirección. Enlos vehículos de tracción trasera se produce

el efecto contrario.


40/72

Dependiendo de los valores de los ángulosde salida, caída y avance, la convergencia

puede ser positiva (convergencia) o, más

usualmente, negativa (divergencia).

Las cotas de avance y salida afectan al pivote y la caída y convergencia afectan ala mangueta.


41/72


42/72

“Sistema de

Suspensión ”


43/72

Concepto


44/72

Es el conjunto de elementos elásticos que se

interponen entre los órganos suspendidos

(bastidor) y los no suspendidos (eje de las

ruedas), a efectos de absorber las reacciones

producidas en las ruedas por lasirregularidades del terreno, para conseguir

comodidad, estabilidad y evitar roturas y

desgastes.


45/72


46/72

Tipos deSuspensión


47/72

- Suspensión Mecánica: compuesta porelementos puramente mecánicos, tales como

los muelles, ballestas, barras de torsión, etc.,

utilizadas normalmente en los vehículosligeros.


48/72

Los elementos de está deben sersuficientemente resistentes para que los

esfuerzos a que se les someta no les

produzcan deformaciones permanentes,altamente elásticos para que los elementos no

suspendidos no pierdan contacto con lo

calzada. Deben estar provistos de unos

elementos amortiguadores que frenen las

oscilaciones de estos muelles, aumentando la

estabilidad del vehículo.


49/72

Estos están constituidos por:1. Los muelles: son los elementos que recogen

directamente la irregularidad absorbiéndola en

forma de deformación. Tienen buenaspropiedades elásticas pero no absorben bien la

energía mecánica tendiendo a deformarse

indefinidamente.Existen 3 tipos de muelles:

a) Ballestas: es un muelle formado por una serie de láminas


50/72

a) Ballestas: es un muelle formado por una serie de láminas

planas, de acero especial de alto coeficiente de elasticidad,

y que tiene propiedades de elevada resistencia. Para que

el funcionamiento de estas articulaciones sea silencioso y noprecise engrase, se usan los “silentblock” (es un bloque

silencioso, antivibratorio, fabricado con caucho o tejido de hilo

de acero inoxidable).

b) Muelle Helicoidal: consisten en un arrollamiento helicoidal

con varilla de acero elástico, generalmente, de forma circular.

Los muelles reciben esfuerzos de compresión, pero debido a

su disposición helicoidal trabajan a torsión.

c) Barra de torsión: Su funcionamiento se basa en la

resistencia que ofrece una barra de acero elástico, impidiendo

las oscilaciones transversales del bastidor. Actúa de forma

parecida al funcionamiento de los muelles.


51/72

BALLESTAS

MUELLE HELICOIDAL

BARRA DE TORSION


52/72

2. Amortiguadores: son dispositivos que, sin

impedir el movimiento del muelle, lo frenan,

reduciendo su amplitud y el número de sus

oscilaciones, impidiendo que las

irregularidades del terreno o las inestabilidadesdel vehículo se transmitan en su totalidad al

chasis, garantizando la comodidad de los

ocupantes y la estabilidad de la carga.Cuando los muelles oscilan excesivamente es

debido al mal funcionamiento de los

amortiguadores por no cumplir su cometido.


53/72

El amortiguador más utilizado es el hidráulico

telescópico.


54/72

3. Barra estabilizadora: tiene la misión degarantizar la estabilidad del vehículo cuando

éste, debido a las irregularidades del terreno o

a las curvas, tiende a perder dicha estabilidad.


55/72

- Suspensión Hidráulica: compuesta por una unidadhidráulica para cada una de las ruedas y fijada al

chasis, que desempeña las funciones de los muelles

y de los amortiguadores.

- Suspensión Oleoneumatica: compuesta por unsistema mixto de elementos hidráulicos y neumáticos.

- Suspensión Neumática: compuesta por fuelles ocojines de aire comprimido que colaboran con los

elementos mecánicos.


56/72

Tipos de

Sistemas de

Suspensión


57/72

1. Suspensión Delantera: mayoritariamente losvehículos están dotados de suspensiónindependiente en el eje delantero, que elimina

el peso no suspendido respecto al eje rígido.

También aumenta el contacto de las ruedas encualquier terreno, permitiendo aumentar la

flexibilidad de los resortes sin temor al

cabeceo.


58/72

a) Suspensión por trapecio articulado: conformado

por 2 brazos triangulares que se articulan por su base a

la carrocería, y por su vértice a los brazos del pivote ymangueta, los cuales soportan la rueda delantera y el

cubo, articulándose al resto por medio de rótulas. Un

tirante absorbe los esfuerzos de frenado.

Entre uno de los brazos y la carrocería se interponen un

muelle (resorte helicoidal) y un amortiguador, con objeto

de absorber las irregularidades del terreno.

Los brazos no son paralelos ni de igual longitud, siendomás corto el superior, con lo cual, al subir y bajar la

rueda, no conserva su verticalidad, dado que se inclina

ligeramente hacia adentro, lo que mejora el

comportamiento en las curvas.


59/72


60/72

a) Suspensión tipo “Mac Pherson” : Consta de un brazoúnico, tirante diagonal y de un soporte telescópico encada rueda delantera.

La mangueta forma parte de la mitad inferior del

soporte telescópico. Este soporte gira al hacerlo ladirección y se une a la carrocería por medio de un

elemento elástico. Por debajo, una rótula lo une al

brazo inferior.

En este sistema la carrocería ha de serverdaderamente resistente en la fijación de los

soportes, con objeto de absorber los esfuerzos

transmitidos por la suspensión.


61/72


62/72

2. Suspensión Trasera: entre las suspensionestraseras se destacan las siguientes:


63/72

a) Suspensión con eje rígido (“ Hotchkiss”): sistemaempleado en los vehículos de propulsión, constandode un eje rígido con ballestas en sus extremos.

El extremo anterior de cada ballesta se monta un

cojinete y el posterior se une a la carrocería o chasispor medio de una articulación. El grupo cónico-

diferencial, palieres y cubos, constituyen una sola

unidad.


64/72

b) Suspensión de semiejes oscilantes: La peculiaridadde este sistema es que el elemento de rodadura y elsemieje son solidarios (salvo el giro de la rueda), de

forma que el conjunto oscila alrededor de una

articulación próxima al plano medio longitudinal del

vehículo.

Este tipo de suspensión no se puede usar como eje

directriz puesto que en el movimiento oscilatorio de

los semiejes se altera notablemente la caída de lasruedas en las curvas. Completan el sistema de

suspensión dos conjuntos muelle-amortiguador

telescópico


65/72


66/72

c) Suspensión independiente: tiene la misión deconseguir la amortiguación del bastidor sobre los 2ejes rígidos que conforman (delantero y trasero). Sin

embargo, si una rueda encuentra en el camino un

obstáculo, al salvar su oscilación, repercute en la otra

a través de la rigidez de los ejes.

Para salvar este inconveniente, se recurre a hacer

independientes las ruedas, por medio de la

suspensión llamada por “ruedas independientes”. Deesta forma no se comunican mutuamente las

vibraciones y choques que sufren


67/72

En la suspensión independiente de las ruedas, se

sustituye el eje rígido por un conjunto de brazosarticulados. Este sistema permite a cada una de las

ruedas conservar su eje vertical a pesar de las

irregularidades del terreno. Disminuye el peso de los

elementos no afectados por la suspensión.


68/72

Dependiendo de si el vehículo es de tracción o

propulsión, la suspensión independiente puede ser delos siguientes tipos:

- De trapecios articulados- De semiejes estabilizadores

- De brazo arrastrado

- De brazo semi-arrastrado


69/72


70/72


71/72

Sistemas

especiales de

Suspensión


72/72

a) Suspensión conjugada: es la que enlaza las ruedas

delanteras y las traseras, generalmente las de unmismo lado, en sus oscilaciones, es decir, un sistema

en que los elementos de la suspensión del eje

delantero están intercomunicados con los de la

suspensión del eje trasero.

b) Sistema Hydrolastic: en este sistema cada una de las

ruedas posee una unidad hidráulica de suspensión quedesempeña las funciones de muelle y de amortiguador

y va fijada al chasis..

Documents

Mecánica Automotriz - Power Unidad 4