Sistema de dirección mecánica

La dirección es el conjunto de mecanismos mediante los cuales se puede orientar las ruedas directrices de un vehículo. El desplazamiento en el automóvil se puede orientar hacia cualquier sentido gracias a la dirección. Si no existiera este sistema los autos solo se desplazarían hacia adelante.

Gracias a este sistema podemos dirigir el auto a donde lo necesitemos, de esa forma podemos pasar diferentes obstáculos y los otros autos. El sistema está conformado por diferentes mecanismos, que le permiten controlar las ruedas, a continuación vamos a conocer los elementos que componen la dirección y los sistemas de dirección más conocidos.

Elementos que componen la dirección

Volante

El volante es el elemento que permite al conductor  orientar las ruedas. Este diseñado de forma ergonómica, en forma circular con dos radios o más para facilitar el manejo y la comodidad. Su misión es reducir el esfuerzo que el conductor aplica a las ruedas.

Columna de dirección

Transmite el movimiento del volante a la caja de dirección. La columna de dirección tiene una gran influencia en la seguridad pasiva. Todos los vehículos están equipados con una columna de dirección retráctil, formada por dos o tres tramos con el fin de colapsarse y no producir daños al conductor en caso de colisión. Estos tramos están unidos mediante juntas cardan y elásticas diseñadas para tal fin. Permite la regulación del volante en altura y en algunos casos también en profundidad, para facilitar la conducción.

Caja de dirección

El movimiento giratorio del volante se transmite a través del árbol y llega a la caja de dirección que transforma el movimiento giratorio en otro rectilíneo transversal al vehículo.

A través de barras articuladas con rotulas, el mecanismo de dirección alojado en la caja transmite el movimiento transversal a las bieletas o brazos de acoplamiento que hacen girar las ruedas alrededor del eje del pivote.

Brazo de mando

Está ubicado a la salida de la caja de dirección, dirige el movimiento de esta a los demás elementos que componen la dirección. El movimiento direccional se transmite por medio de un brazo de mando unido, por un lado, a la palanca de ataque y, por el otro, a las barras de acoplamiento de la dirección. En otros sistemas el mecanismo de la dirección ataca directamente los brazos de acoplamiento de las ruedas, como ocurre en las direcciones de cremallera.

Biela de la dirección

Transmite el movimiento a la palanca de ataque.

Palanca de ataque

Palanca o biela de mando,  está unida de forma solidaria al brazo de acoplamiento, va unida a la salida de la caja de dirección mediante un estriado fino. Recibe el movimiento de rotación de la caja de dirección para transmitirlo, en movimiento angular, a la barra de mando

Brazo de acoplamiento

Recibe el movimiento de la palanca de ataque  y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas. Estos elementos transmiten a las ruedas el movimiento obtenido en la caja de la dirección y constituyen el sistema direccional para orientar las mismas. Está formado por unos brazos de acoplamiento montados sobre las manguetas de forma perpendicular al eje de las ruedas y paralelo al terreno, Llevan un cierto ángulo de inclinación para que la prolongación de sus ejes coincida sobre el centro del eje trasero y tienen por misión el desplazamiento lateral de las ruedas directrices.

Barra de acoplamiento

Hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. También se llaman bieletas de dirección. Realizan la unión de las dos ruedas por medio de una o varias barras de acoplamiento, según el sistema empleado. Las barras de acoplamiento realizan la unión de los dos brazos para que el movimiento en las dos ruedas sea simultáneo y conjunto de ambas ruedas, al producirse el desplazamiento lateral en una de ellas.

Pivotes

Están unidos al eje delantero, al girar sobre su eje orienta las manguetas hacia el lugar deseado.

Manguetas

La mangueta es un elemento de la suspensión, fabricado en acero o aleaciones que une el buje de la rueda con la rueda, a este elemento se unen los elementos de la suspensión y de la dirección.

Eje delantero

El eje es el que guía el movimiento de rotación, su función en el sistema de dirección es el de sustentar parte de sus elementos.

Rotulas

Es un muñón cónico en cuyos extremos tiene, por una parte, la unión roscada que permite su desmontaje y, por otra parte, una bola o esfera alojada en una caja esférica que realiza la unión elástica.

Su misión en el sistema de dirección consiste en realizar la unión elástica entre la caja de dirección y los brazos de acoplamiento de las ruedas, además de permitir las variaciones de longitud para corregir la convergencia de las ruedas.

Sistemas de dirección más conocidos

Tornillo sinfín y sector

Es un mecanismo basado en un tornillo sinfín, cilíndrico o globoide. Unido al árbol del volante para transmitir su movimiento de rotación  a un dispositivo de translación que engrana con el mismo, que para este caso es un sector, o sección de rueda dentada y se encarga de transmitir el movimiento a la palanca de ataque

Tornillo sinfín y palanca

Es un mecanismo basado en un tornillo sinfín, cilíndrico o globoide. Unido al árbol del volante para transmitir su movimiento de rotación  a un dispositivo de translación que engrana con el mismo, que para este caso es un sector, o sección de rueda dentada que está unida al brazo de mando accionando así todo el sistema.

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, 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.

El mecanismo está constituido por una barra tallada en cremallera que se desplaza lateralmente en el interior del cárter. Esta barra es accionada por un piñón helicoidal montado en el árbol del volante y que gira engranado a la cremallera.

Bolas recirculantes o rodillos

La función de esta caja es un poco más complicada por la cantidad de partes que entran en juego, pero su función es sencilla. El tornillo sin fin está conectado a una columna de dirección la cual hace girar al tornillo sinfín, cuando este gira, hace que los balines se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, los cuales hacen que la tuerca también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al sistema de rotulas y brazos, y estos las llantas. Para ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja tiene un tornillo de ajuste que empuja al sector dentado contra la tuerca deslizante.

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