ESTUDIO DE LA DRECCION MECANICA POR CREMALLERA

ESTUDIO DE LA DRECCION MECANICA POR CREMALLERA

Para cubrir las necesidades de maniobras y guiado de vehículo es necesario implementar un sistema que se encargue de guiar los neumáticos delanteros de manera que puedan describir las trayectorias curvas necesarias para las diferentes maniobras de giro con la ayuda del conjunto de mecanismos que tienen la misión de orientar las ruedas delanteras para que el vehículo tome la trayectoria deseada por el conductor

Ahora es necesario que nuestro sistema de dirección cumpla con los siguientes requerimientos

• Suavidad:

La fuerza necesaria para el giro del volante no deberá ser excesiva

• Precisión:

Debe presentar una respuesta rápida para evitar obstáculos

• Comodidad:

Amortiguar las fuerzas que actúan sobre las ruedas pero cuidando que el conductor no pierda la sensación de contacto con el camino

• Seguridad:

Ocasionar la menor cantidad de daños posibles al conductor en caso de colisión asegurando que sus partes estén en correcto funcionamiento

Para demostrar el funcionamiento del sistema de dirección por cremallera hemos realizado una versión didáctica de un vehículo con partes reales para demostrar el funcionamiento de cada una de sus partes

Este sistema consiste en el volante de direccion y la columna de direccion, que transmite la fuerza del conductor al engranaje de direccion: dicho engranaje lleva a cabo la reduccion de la velocidad de giro del volante, transmitiendo una gran fuerza a las articulaciones; y las articulaciones transmiten los movimientos del engranaje a las ruedas delanteras

• Direccion por cremallera

Esta dirección se caracteriza por la sencillez de su mecanismo des multiplicador y su simplicidad de montaje, al eliminar gran parte de la tirantearía 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

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 (1) tallada en cremallera que se desplaza lateralmente en el interior del cárter. Esta barra es accionada por un piñón helicoidal (2) montado en el árbol del volante y que gira engranado a la cremallera.

[pic 1]

Figura 3: esquema del mecanismo (cremallera)

• Finalidad del mecanismo piño-cremallera

El mecanismo piñón-cremallera tiene por finalidad que de un movimiento de giro circular (piñón) en un movimiento rectilíneo (cremallera) o viceversa. Este mecanismo como su mismo nombre indica está formado por dos elementos componentes que son el piñón y la cremallera.

• El piñón es una rueda dentada normalmente con forma cilíndrica que describe un movimiento de rotación alrededor de su eje.
• La cremallera es una pieza dentada que describe un movimiento rectilíneo en uno u otro sentido según la rotación del piñón.

El mecanismo piñón-cremallera funciona como un engranaje simple, esto significa que tanto la cremallera como el piñón han de tener el mismo paso circular y, en consecuencia, el mismo módulo.

• Esquema del sistema de dirección

En el esquema inferior se ve el despiece del sistema de dirección de cremallera, que consiste en una barra (6), donde hay labrada una cremallera en la que engrana el piñón (9), que se aloja en la caja de dirección (1), apoyado en los cojinetes (10 y 16). El piñón (9) se mantiene en posición por la tuerca (14) y la arandela (13); su reglaje se efectúa quitando o poniendo arandelas (11) hasta que el clip (12) se aloje en su lugar. La cremallera (6) se apoya en la caja de dirección (1) y recibe por sus dos extremos los soportes de la articulación (7), roscado en ella y que se fijan con las contratuercas (8). Aplicado contra la barra de cremallera (6) hay un dispositivo (19), de rectificación automática de la holgura que pueda existir entre la cremallera y el piñón (9). Este dispositivo queda fijado por la contratuerca (20).

[pic 2]

Figura 5: Despiece de un mecanismo de dirección por cremallera

Sistema de dirección partes y funcionamiento

Caja de dirección

La función de esta caja de dirección es muy sencilla. El tornillo sin fin está conectado con la columna de dirección por un juego de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este tornillo sin fin está conectado por medio de unos dientes a la barra de cremallera, cuando el tornillo sin fin gira, la barra de cremallera se desliza de un lado al otro dentro de la carcasa. 

Cremallera:

La cremallera es una pieza dentada que describe un movimiento rectilíneo en uno u otro sea izquierda o derecha sentido según la rotación del piñón.

Columna de dirección:

La función de la columna de dirección es transmitir el movimiento de rotación del volante hasta el mecanismo de dirección.

Volante:

 El volante es el encargado de controlar la dirección en el vehículo ya sea q este necesite ir a la derecha o izquierda este sistema es manipulado por el conductor

Brazos de dirección:

Es una parte fundamental ya que conducen el movimiento generado por la cremallera que la transfiere a los terminales de dirección para que este puede realizar su trabajo

Terminales de dirección:

Son uniones (tipo rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del suelo, y tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas direccionales.

Rotulas

Las rótulas permiten el movimiento de la suspensión en los tres ejes, son partes pequeñas en relación al esfuerzo que realizan y al desgaste que sufren, por lo cual su diseño y fabricación es muy importante para la seguridad de los ocupantes del vehículo.

GEOMETRIA DEL TREN DELANTERO

Las ruedas directrices y la masa delantera tiene una determinada posicion con respecto a dos ejes perpendiculares de referencia. Esta condicion de diseño tiene los siguientes objetivos fundamentales :

...