Dirección asistida

La dirección del automóvil ha sido un órgano que exigía bastante fuerza para mover el volante. Se lograba suavizar algo su manejo con varias vueltas de volante, lo que precisaba muchos giros que cansaban y limitaban la respuesta ante maniobras de emergencia, con evidente repercusión en la seguridad activa primaria. Con el paso del tiempo se fueron buscando y encontrando soluciones para reducir el esfuerzo sobre el volante, el resultado es la dirección asistida o servodirección. Hay tres sistemas de servodirección que se han aplicado frecuentemente en el automóvil y que vamos a explicar de forma sencilla por orden cronológico de implantación en el automóvil.

Los tres sistemas de asistencia a la dirección (servodirección)

El sistema de dirección utilizado masivamente en el automóvil actualmente es la dirección de cremallera, por lo que empezamos viendo el funcionamiento de esta dirección para seguir después con la presentación de los tres tipos de dirección asistida en la animación que sigue de forma didáctica:

    • La cremallera es una barra dentada sobre la que engrana un piñón situado en un extremo de la caña o eje de dirección, en el otro extremo está el volante. La cremallera y el piñón están en la caja de dirección
    • Se ve el giro de la dirección de cremallera a ambos lados
    • El eje o caña de dirección está articulado por dos razones, para llegar desde un lado dónde está el volante a la zona dentada de la cremallera y, principalmente, para evitar que en colisiones frontales la caja de dirección empuje al volante contra el conductor
    • En el eje o caña de dirección, tras el volante, se sitúa el elemento multiplicador de fuerza sobre el que vamos a hacer que actúen los sistemas de asistencia. Es una ubicación didáctica pues puede estar en otra parte para hacer su función
    • Motor con su eje de giro que representa al cigüeñal
    • Dirección asistida hidráulica
      • Bomba de aceite de servodirección con la correa de accesorios de arrastre desde el eje de giro del motor
      • Depósito de aceite de servodirección con su conexión hidráulica a la bomba y de la bomba al multiplicador de fuerza en la caña de dirección
      • Con el motor en marcha la bomba hidráulica toma aceite del depósito y lo envía al multiplicador de fuerza a presión para reducir la que ha de hacer el conductor sobre el volante
      • Identificación de los elementos de la dirección asistida hidráulica
    • Dirección asistida electrohidráulica
      • Aparece la batería, el alternador y la correa de accesorios que le hace girar con el motor en marcha para generar electricidad, con la que alimenta los consumos eléctricos del automóvil y recarga la batería trás el arranque del motor
      • Bomba electrohidráulica de servodirección y depósito de aceite; la bomba en este caso es accionada por un motor eléctrico y la presión de aceite llega al multiplicador de fuerza en la caña de dirección, como en el sistema anterior
      • Identificación de los elementos de la dirección asistida electrohidráulica
    • Dirección asistida eléctrica
      • Entra la imagen del calculador electrónico de servodirección, que recibe la electricidad de la batería y gestiona su aportación al multiplicador de fuerza en la caña de dirección que, en este caso es un motor eléctrico. La asistencia se obtiene por la aportación de fuerza de giro del motor eléctrico
      • Se identifican los componentes de la dirección asistida eléctrica

Con esta información vamos a ver a continuación independientemente cada uno de estos tipos de servodirección en otra vista sobre automóviles que los incorporan

Dirección asistida hidráulica

Para este sistema de servodirección utilizamos la silueta de un Toyota Land Cruiser. Se ve la implantación del motor en posición longitudinal delantera:

    • Motor y el eje de giro representando al cigüeñal
    • Caja de dirección con la cremallera y el piñón
    • Caña de dirección con el multiplicador de fuerza y volante
    • Bomba de aceite de servodirección y la correa de accesorios desde el motor que la mueve
    • Depósito de aceite de dirección asistida
    • Alimentación de aceite desde el depósito a la bomba y desde la bomba al multiplicador de fuerza
    • Identificación de los componentes de la dirección asistida hidráulica

Dirección asistida electrohidráulica

Para este sistema de servodirección utilizamos la silueta de un Seat León con la implantación de motor delantero transversal a la derecha (con relación al conductor):

    • Vemos la caja de dirección, caña con multiplicador de fuerza y volante
    • Batería y alternador con la correa de accesorios de arrastre y alimentación eléctrica del alternador a la batería y consumidores del automóvil
    • Bomba electrohidráulica de servodirección con el depósito de aceite encima, del que se alimenta
    • La bomba es accionada por un motor eléctrico y la presión de aceite de asistencia llega por conexión hidráulica al multiplicador de fuerza en la caña de dirección
    • A continuación se identifica la denominación de los elementos de la dirección asistida electrohidráulica

Dirección asistida eléctrica

Un automóvil que incorpora este sistema de asistencia a la dirección es el Fiat Punto, del que tomamos su silueta para la animación;

    • La posición del motor es delantero transversal a la derecha
    • Batería, alternador y conexión eléctrica con la batería
    • Calculador electrónico de servodirección alimentado por la batería
    • El calculador adapta la aportación de electricidad al multiplicador de fuerza que es un motor eléctrico situado en la caña de dirección
    • Se identifica el nombre de los componentes de la dirección asistida eléctrica

Particularidades de la dirección asistida

Ya conocemos didácticamente los tres sistemas de asistencia a la dirección, a continuación añadimos algunos detalles de interés con las tres imágenes siguientes:

    • Dirección asistida hidráulica
      • En la entrada de la caja de dirección, al final de la caña y antes del piñón que engrana en la cremallera, se sitúa el distribuidor hidráulico. Recibe la presión de aceite desde la bomba de servodirección
      • Al girar el volante el distribuidor envía presión de aceite al lado de la cremallera que reduce el esfuerzo y desde el otro lado de la cremallera se envía el aceite sobrante al distribuidor que lo hace llegar al depósito
      • Al girar el volante en sentido contrario el distribuidor invierte el proceso
      • Si se elije en diseño un elevado valor de asistencia a la dirección será muy cómoda en uso a baja velocidad, pero circulando en carretera tendrá sensación de “flotación”, con merma de sensibilidad y control para el conductor. Se evita añadiendo un calculador electrónico que controla el valor de asistencia en el distribuidor hidráulico y bomba. Cuenta con información de la velocidad de marcha; a baja velocidad más asistencia para ir disminuyéndola según se aumenta el ritmo lo que permite mejorar el tacto de la dirección incluso a alta velocidad de circulación. Es la dirección asistida variable con la velocidad
      • Con la dirección recta la bomba consume algo de energía para mantener una presión mínima
      • Si se abusa de giro a tope mantenidos (maniobras y aparcamientos) se aumenta la presión de aceite con fatigas prematuras de los sistemas de retención de aceite, lo que puede provocar fugas
    • Dirección asistida electrohidráulica
      • El funcionamiento del circuito de aceite desde la bomba electrohidráulica es como el explicado para el anterior sistema, incluido el control del valor de la asistencia con la velocidad si se incorpora el calculador electrónico
      • Con la dirección recta el consumo eléctrico es en principio es nulo
      • Si se mantiene el giro a tope, además de los desgastes de los retenes de aceite, el motor eléctrico de la bomba puede quedar afectado, se suele incorporar un fusible térmico que desconecta temporalmente el motor eléctrico si sube en exceso su temperatura
    • Dirección asistida eléctrica
      • Al funcionar mediante un motor eléctrico, la adaptación del valor de asistencia  a la velocidad está integrado. En algunos casos se dispone de selección del valor de asistencia, generalmente en dos programas para ciudad y carretera. En algunos casos esta función de adaptación también modifica la dureza de la suspensión (amortiguación variable), respuesta al acelerador, velocidad de paso de las relaciones de cambio (cajas pilotadas y automáticas), reparto de par entre ejes con 4×4 y otros aspectos relacionados con la dinámica del automóvil según sea su equipamiento
      • El motor eléctrico puede estar en la caña de dirección, como se ve en la imagen inferior izquierda, o en la cremallera tal como se refleja en la imagen inferior derecha
      • Con la dirección recta no hay consumo eléctrico y según se incrementa la velocidad se reduce mucho la aportación de asistencia, hasta no ser necesaria. Estos detalles hacen que la dirección asistida eléctrica precise menos energía producida por el motor, reduciendo el consumo de combustible y la contaminación

 

Dirección asistida

http://es.wikipedia.org/wiki/Direcci%C3%B3n_asistida

 

Dirección asistida hidráulica

http://www.aficionadosalamecanica.net/direccion-asistida-hidra.htm

http://img.tallervirtual.com/wp-content/uploads/2008/04/mercedes_benz_clase_c1.jpg

 

 

Dirección asistida eléctrica

http://talleresentrepuentes.files.wordpress.com/2012/03/direccion_asistida_electrica_2010.jpg

 

“Steer by wiew”

http://blog.caranddriver.com/wp-content/uploads/2012/10/Nissan-Independent-Control-Steering-technology-02.jpg

http://www.caranddriver.com/features/electric-feel-nissan-digitizes-steering-but-the-wheel-remains-feature

 

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