 |
Estás leyendo parte de la revista de Enero de 1992
|
Recomienda este artículo a un amigo
|
|
COMO TRABAJA LA DIRECCIÓN DE PIÑON Y CREMALLERA |
|
Por Don Chaikin |
Aunque el conductor no piense en ello mientras conduce, cada
vez que el auto cambia de dirección se desarrolla una compleja serie
de eventos. Con cada movimiento o giro del volante, considerables obstáculos
deben ser vencidos solamente para conseguir que el vehículo cambie
de dirección.
Dado el peso de un automóvil, su momento y el agarre de los neumáticos
al pavimento, esto es un gran logro. Al girar el volante de dirección
también se mueven varios engranajes, varillas y articulaciones del
sistema de dirección para conseguir que las ruedas delanteras reaccionen
y respondan instantáneamente.
|
|
 |
| Engranajes de piñón y cremallera disminuyen
la acción del volante de 18 a 1 |
Varios sistemas de dirección han sido usados por los
fabricantes de vehículos desde los inicios del automovilismo, incluyendo
la de tornillo sin fin y sector, tornillo sin fin y tuerca, y la recirculante
de tuerca de bolillas usada en los automóviles grandes y camiones.
El sistema elegido actualmente es el de piñón y cremallera.
Como la dirección de piñón y cremallera tiene relativamente
pocas piezas comparada con otros sistemas, este sistema es más ligero
y compacto que los otros, y éstas son dos características
deseables en los autos compactos de ahora con tracción delantera.
Y esta misma simplicidad de su diseño tiene como resultado una acción
directa del volante de dirección sobre las ruedas delanteras, haciendo
que sea el sistema de piñón y cremallera la elección
en muchos autos deportivos. A diferencia del sistema recirculante de tuerca
de bolillas, la dirección de piñón y cremallera inherentemente
tiene muy baja fricción y ofrece una sensación muy precisa. |
Las conexiones
En el eje o columna de la dirección, en el extremo opuesto del volante,
dentro de la caja de la dirección hay un pequeño engranaje
llamado engranaje de piñón. Cada movimiento del volante produce
un movimiento igualmente simultáneo en el piñón. Los
dientes de engranaje del piñón coinciden con las ranuras de
engranajes de la columna de dirección, llamada la cremallera, en
el interior de la caja que ambos comparten. Esta caja se extiende a lo ancho
desde un lado del automóvil hasta el otro, entre las ruedas delanteras.
La cremallera es básicamente un engranaje grande que ha sido cortado
y aplanado, en lugar de ser redondo como otros engranajes. Mientras el piñón
y la barra de dirección están montados de forma tal que puedan
sólo rotar, la cremallera está libre para deslizarse de un
lado a otro dentro de la caja. Cada vez que se mueve el volante de dirección,
el piñón rota contra la cremallera, forzándola a que
se mueva hacia un lado u otro.
La cremallera está conectada a las ruedas delanteras con varillas
metálicas, llamadas barras o tirantes de acoplamiento, que sobresalen
por los extremos de la caja de la dirección. Los extremos de los
tirantes de acoplamiento están diseñados para permitir que
éstos se muevan hacia arriba y abajo con las ruedas delanteras cada
vez que estas golpean resaltos o hace girar el volante de dirección,
la cremallera se mueve halando un tirante y empujando al otro. El resultado
es que las ruedas delanteras giran, haciéndole cambiar de dirección
al auto.
La fuerza
Con una acción tan simple y directa desde el volante hasta las ruedas
delanteras para cambiar la dirección del auto, se requiere una gran
cantidad de fuerza para mover el volante. Es por esta razón que los
modelos subcompactos con tracción delantera ofrecen sistemas de dirección
de piñón y cremallera asistidos con activación motriz.
La fuerza para ayudar al cambio de dirección proviene de una bomba,
que recibe su mando del motor, con. fluido a presión dentro de la
caja de dirección.
Los sellos alrededor de la cremallera, dentro de la caja, crean una cámara
que separa los dos lados de la caja. Estas cámaras están conectadas
a la bomba y una con la otra por medio de conductos.
Cuando se gira el volante de dirección, la válvula de carrete
dirige el fluido a una u otra cámara en la caja de la dirección,
para empujar la cremallera y ayudarla a moverse. La válvula de carrete
siente la cantidad de fuerza aplicada a la columna de dirección,
así que a medida que sea mayor la fuerza aplicada al volante, también
es mayor la presión hidráulica que es enviada a la cremallera.
A medida que cesa el esfuerzo de la dirección, la válvula
de carrete se cierra lo suficiente, para sólo mantener la presión
debida. Una pequeña barra de torsión en la válvula
determina la cantidad de esfuerzo que es requerido.
Algunos vehículos tienen sistemas que controlan la cantidad de presión,
y por lo tanto el nivel de esfuerzo para poder asistir la dirección,
basándose en la velocidad del vehículo. De esta forma, el
volante puede ser mucho más ligero en maniobras como la de estacionar,
mientras todavía ofrece una buena sensación de respuesta cuando
se conduce a alta velocidad. |
| |
 |
| El refuerzo de la presión hidráulica es utilizado
para disminuir el esfuerzo en la dirección, como puede observar en
la foto de arriba |
Fuente: Revista Mecánica Popular - Volumen 45 -
Enero 1992 - Número 1
|
|
|
