Cremallera de dirección: que es y como funciona
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Cualquier automóvil consta de varios sistemas de llaves, sin los cuales se prohíbe su funcionamiento o el conductor no tendrá éxito. Entre tales sistemas está la dirección. El componente clave de este sistema es la cremallera de dirección.
Consideremos con más detalle su estructura, principio de funcionamiento, tipos de amplificadores, así como algunas fallas comunes del mecanismo.
La historia de la creación de la dirección asistida.
Los primeros representantes de los vehículos de cuatro ruedas tenían una dirección primitiva. Las ruedas giratorias se fijaron en una viga, que se unió al cuerpo solo en la parte central en una bisagra, de acuerdo con el principio del transporte tirado por caballos.
Tal mecanismo no permitía que los carros autopropulsados fueran maniobrables, y el radio de giro era tan grande que el automóvil podía girar completamente en algún lugar de la plaza. Además, no se requirió dirección asistida para completar el giro.
Con el tiempo, se han realizado ajustes en el sistema de dirección para minimizar el ángulo de dirección del automóvil. Para hacérselo más fácil al conductor (cada vez que la invención hacía girar más apretado el volante), se desarrollaron varias opciones, que iban desde aumentar el diámetro del propio volante hasta introducir diferentes tipos de marchas en el sistema.
Como resultado de muchos años de prueba y error, los ingenieros han llegado a la conclusión de que el diseño de la cremallera de la dirección es la media dorada entre la simplicidad, la disponibilidad y el aumento del par motor del volante. Además, dicho dispositivo es compatible con la dirección asistida.
¿Cómo funciona?
La rejilla de la máquina se presenta en forma de barra con dientes. Está conectado al mecanismo de giro del volante. Es impulsado por el eje de la columna de dirección mediante un engranaje o un engranaje helicoidal.
Cuando se gira el volante, el engranaje de la columna mueve la barra según la dirección en la que se gira el volante. En los bordes de la tira se fijan varillas de dirección, que a su vez están conectadas al mecanismo de articulación giratoria de cada uno de los volantes.
Muchos bastidores de dirección modernos están equipados adicionalmente con un amplificador para facilitar el giro del volante. Gracias a la introducción de dicho mecanismo, la comodidad y la seguridad en los automóviles ha aumentado.
Dispositivo y componentes principales
Muy a menudo, en los automóviles se utiliza una modificación de la dirección de piñón y cremallera. El dispositivo de dicho mecanismo incluye:
- Volante: ubicado en la cabina del automóvil. Con su ayuda, el conductor establece la dirección mientras el automóvil está en movimiento;
- Columna de dirección: se parece a una varilla de metal a través de la cual se transmite el par desde el volante. Por razones de seguridad, este elemento tiene una o más juntas cardán (en caso de colisión frontal, la columna de dirección se pliega en varios lugares, lo que evita lesiones en el pecho del conductor);
- Cremallera de dirección dentada. Estos dientes se acoplan al eje helicoidal de la columna de dirección. La construcción está en una caja de metal;
- Varilla de cremallera de dirección: varillas fijadas en ambos extremos del riel con una conexión roscada. Hay una rosca en los extremos de las varillas, en la que se atornillan las puntas con bisagras;
- Las puntas de dirección son un tubo hueco, en un lado del cual se hace una rosca interna (la varilla de dirección está atornillada), y en el otro, una bisagra conectada al muñón de dirección del volante.
Algunas modificaciones de la cremallera de dirección están equipadas con un amortiguador. Está ubicado entre el cuerpo de la rejilla y las varillas. El propósito de esta parte es amortiguar las vibraciones provenientes de las ruedas cuando el automóvil se conduce sobre superficies irregulares. Muy a menudo, este elemento se instala en los rieles de los SUV.
Tipos y versiones
Como se mencionó anteriormente, los elementos clave de la cremallera de dirección no han cambiado durante muchas décadas. Solo se realizan pequeños ajustes en el mecanismo, pero el principio sigue siendo el mismo.
Lo único que distingue a todas las unidades de este tipo es la unidad de amplificación. Hay tres modificaciones en total. Consideremos las características de cada uno de ellos.
Cremallera de dirección mecánica
Esta modificación es clásica. Todos los coches estaban equipados con él hasta el momento en que se crearon los amplificadores hidráulicos y eléctricos. Una cremallera de dirección mecánica es el tipo de dispositivo más simple. Gracias a los dientes pequeños y al volante grande en comparación, el conductor no tiene que esforzarse mucho para girar el automóvil.
Hay cremalleras de dirección con diferentes relaciones de transmisión. En el centro de la barra se realiza una transmisión de engranajes de menor amplitud, y este indicador aumenta en los extremos. Esto hace que sea aún más fácil para el conductor girar el volante al arrancar o al tomar curvas a alta velocidad. Y en los estacionamientos, cuando es necesario girar completamente las ruedas, el conductor no necesita girar el volante muchas veces.
Cremallera de dirección hidráulica
Esta modificación se diferencia de la anterior en que su dispositivo tiene un mecanismo adicional, que se debe a la acción hidráulica. Lea más sobre el principio de funcionamiento del servomotor hidráulico. aquí.
El servomotor hidráulico garantiza la suavidad y al mismo tiempo la nitidez de la respuesta de la cremallera de dirección tanto al conducir a diferentes velocidades como en un automóvil parado. Este refuerzo también proporciona más seguridad cuando el automóvil está estancado. En este caso, las posibilidades de que al chocar contra un desnivel el volante se salga de las manos del conductor es mucho menor.
Cremallera de dirección eléctrica
El carril eléctrico es un amplificador similar. En lugar de un accionamiento hidráulico, se instala un motor eléctrico en su diseño, que mejora el movimiento de la barra de dirección.
En modificaciones presupuestarias del servomotor eléctrico, el motor está en la columna de dirección. Se considera que la opción más segura es con un amplificador eléctrico instalado en el propio riel. Esta modificación está incluida en el paquete de autos premium.
La primera opción es la más insegura, porque si el amplificador falla, será casi imposible continuar operando el automóvil.
En comparación con una dirección asistida, un riel eléctrico tiene varias ventajas:
- Mayor eficiencia;
- Se consumen menos recursos del vehículo: en la dirección asistida, el fluido de trabajo circula constantemente, ya que la transmisión de la bomba está conectada a la polea del cigüeñal y se apaga solo cuando el motor está apagado. El amplificador eléctrico funciona solo cuando se gira el volante;
- El funcionamiento del mecanismo no depende de la temperatura del aire (no es necesario calentar el líquido para aumentar su fluidez);
- Se necesita menos atención para el mantenimiento: no es necesario controlar el nivel de aceite, ya que el mecanismo funciona según un principio diferente;
- El dispositivo incluye menos sellos diferentes y no hay mangueras, sellos que puedan soportar alta presión. Gracias a esto, el mecanismo es más confiable que la dirección asistida.
Las principales averías de la cremallera de dirección.
Los siguientes signos indican un mal funcionamiento de la cremallera de dirección:
- Al conducir por una carretera con poca cobertura, aparece un golpe, que desaparece cuando se gira más el volante;
- Reducción o ausencia de esfuerzos al girar el volante o en su posición central;
- El volante gira solo;
- Después de girar, el volante vuelve firmemente a su posición original o, en general, debe girarse a la fuerza;
- Con una pequeña amplitud de volante, las propias ruedas giran mucho más que antes;
- Mayor juego de dirección;
- Mayor retroceso del volante al conducir sobre baches;
- Si el automóvil está equipado con un servomotor hidráulico, el líquido fluye por debajo del sello de aceite, el maletero u otros elementos del mecanismo tienen contaminación de aceite.
Si aparece al menos uno de los síntomas enumerados, debe diagnosticar inmediatamente el dispositivo y repararlo. A menudo, es suficiente comprar un kit de reparación y reemplazar todos los sellos, juntas y anteras para que el dispositivo comience a funcionar correctamente.
Estas son las averías y las opciones de reparación de la cremallera de dirección más comunes:
| Mal funcionamiento | Como arreglar |
| Ejercicio en los dientes de la barra o en el eje helicoidal | La recuperación de dichos elementos es imposible, por lo que se reemplazan por otros nuevos. |
| Rotura de la carcasa del rack | El mecanismo está completamente reemplazado. |
| Destrucción de las anteras (la suciedad y la arena ingresan al mecanismo, lo que conduce al desarrollo u oxidación de las partes metálicas) | Reemplazo de materiales de sellado del kit de reparación |
| Deformación o rotura de tirantes o puntas. | Se reemplazan las piezas dañadas |
| El buje está desgastado o roto, lo que provoca un juego en la columna de dirección. | Reemplazo del casquillo |
Además, el video habla sobre averías y opciones de reparación para bastidores de dirección:
Prevención de fallas
La cremallera de dirección es un mecanismo bastante fiable y estable. Sus averías ocurren con mayor frecuencia debido a un funcionamiento incorrecto del vehículo o como resultado del incumplimiento del programa de mantenimiento de rutina.
Para extender la vida útil de este mecanismo, debe cumplir con reglas simples:
- Al conducir en carreteras irregulares, reduzca la velocidad del automóvil para que se reciban menos golpes en el mecanismo de dirección;
- Deje un automóvil estacionado con ruedas rectas;
- No gire el volante completamente (si hay una dirección asistida, se escuchará un chirrido o zumbido de la bomba del amplificador), y no lo mantenga en esta posición por más de 5 segundos;
- Cambie el aceite en el depósito de la dirección asistida a tiempo, controle el nivel de este líquido;
- Realice periódicamente una inspección visual de anteras y focas;
- Caliente la dirección asistida girando el volante un par de veces en ambas direcciones antes de conducir.
El correcto funcionamiento de la cremallera de dirección afecta directamente a la seguridad mientras el automóvil está en movimiento, por lo que no se pueden ignorar las alarmas que indican mal funcionamiento del mecanismo.
Preguntas y respuestas
¿Qué es una cremallera de dirección? Es el mecanismo por el cual el par se transmite desde el volante al nudillo de dirección de los volantes. La columna de dirección convierte el movimiento giratorio en movimiento lineal.
¿Qué sucede si se rompe la cremallera de dirección? El mal funcionamiento de la cremallera de la dirección conduce a un juego de dirección excesivo, lo que está plagado de una emergencia en la carretera. Con una cremallera de dirección defectuosa, se pierde la maniobrabilidad de la máquina.
¿Cuánto tiempo dura la cremallera de dirección? Depende de su diseño: qué tipo de amplificador tiene, qué tipo de transmisión se utiliza. Algunos de ellos atienden a 70-80 mil, mientras que otros trabajan regularmente por 150.
