Tema: 9
1.La dirección
La dirección está formada por un volante unido a un extremo de la columna de dirección. Esta a su vez se une por el otro extremo al mecanismo de dirección alojado en su propia caja.
Su misión consiste en dirigir la orientación de la ruedas, para que el vehículo tome la trayectoria deseada. Para ello utiliza una serie de elementos que transmiten el movimiento desde el volante hasta las ruedas.
1.1Principio de funcionamiento
Relación de esfuerzos a transmitir
El par de giro es el producto de la fuerza por una distancia, en este caso el radio. Por tanto, la desmultiplicación está función de los diámetros del volante y el peñón de dirección.
Las fuerzas aplicadas y obtenidas son inversamente proporcionales a los radios de giro, ya que el momento de esfuerzo del volante es igual al momento resistente en la caja de dirección.
Relación de transmisión
Está determinada por la relación que existe entre el ángulo obtenido en las ruedas.
En esta relación, también denominada desmultiplicación, influyen fundamentalmente el mecanismo ubicado en la caja de la dirección y el varillaje encargado de transmitir el movimiento de las ruedas.
1.2 Disposición de los elementos sobre el vehículo
El conjuntos de elementos que intervienen en la dirección está formado por los elementos siguientes:
.Volante
.Columna de dirección
.Caja o mecanismo de dirección
.Timonería de mando o brazos de acoplamiento y de mando
.Ruedas
En funcionamiento, cuando el conductor acciona el volante unido a la columna de dirección transmite a las ruedas el ángulo de giro deseado. La caja de dirección y la relación de palancas realizan la desmultiplicación de giro y la multiplicación de fuerza necesaria para orientar las ruedas con el mínimo esfuerzo del conductor.
Los brazos de mando y acoplamiento transmiten el movimiento desde la caja de dirección de las ruedas.
1.3 Estudio de los órganos constructivos
Volante
Está diseñado con una forma ergonómico con dos o tres brazos, con la finalidad de obtener mayor facilidad de manejo y comodidad. Su misión consiste en reducir el esfuerzo que el conductor aplica a las rueda. En los vehículos con mayor equipamiento, generalmente está dotado de tres brazos para incorporar el dispositivo de seguridad pasiva de protección del conductor---airbag
Columna de dirección
Está constituida por un árbol articulado que une el mecanismo de dirección con el volante.
La columna de la 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 conducir en caso de colisión. Estos tramos están unidos mediante juntas cardan y elásticas diseñadas para tal fin.
La columna de dirección permite la regulación del volante en altura y, en algunos casos, también la profundidad, para facilitar la conducción.
Caja o mecanismo 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 las barras, articuladas con rótulas, 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.
Tipos de cajas o mecanismos de dirección:
.Cremallera
.Cremallera de relación variable
.Tornillo sinfín y sector dentado
.Tornillo sinfín y rodillo
.Tornillo sinfín y dedo
.Tornillo sinfín y tuerca
.Tornillo sinfín y tuerca con bolas circulantes o recirculación de bola.
En la mayoría de los turismos, se utiliza la dirección de cremallera; sin embargo, en vehículos todo terreno y camiones, la más utilizado es la caja de tornillo sinfín y tuerca con bolas circulantes, también llamada de recirculación de bolas.
Cremallera
Este tipo de dirección se caracteriza por su mecanismo desmultiplicador (piñón-cremallera)y su sencillez de montaje. Elimina parte de la timonería de mando.
La dirección de cremallera está constituida por una barra en la que hay talla da un dentado de crema llera, que se desplaza lateralmente en el interior de un cárter apoyada en unos casquillos de bronce o nailon. Está accionada por el piñón, montado en un extremo de l árbol del volante, engranado con la cremallera.
Es la más utilizada en los vehículos de turismo, sobre todo en los de motor y tracción delantera, porque disminuye notablemente los esfuerzos en el volante. Es suave en los giros y tiene rapidez de recuperación, resultando una dirección estable y segura.
La cremallera se une directamente a los brazos de acoplamiento de las rueda a través de dos bielas de dirección, en cuyo extremo se sitúan las rótulas que, a su vez, son regulables para modificar la convergencia.
Dirección de cremallera de relación variable
En las direcciones mecánicas de cremallera con relación constante, se realiza el mismo esfuerzo sobre el volante tanto en maniobras de aparcamiento como en carretera.
Sin embargo, en las maniobras de aparcamiento, es necesaria una dirección con relación de reducción elevada para disminuir el esfuerzo en el volante, lo que implica una disminución de la sensibilidad en la conducción durante la marcha.
Con una relación de reducción inferior se evita la falta de sensibilidad, pero la maniobrabilidad en parado resulta más difícil.
Estos problemas se resuelven con la adopción de la dirección cremallera de relación variable.
-Características constructiva de esta dirección es la cremallera, la cual dispone de unos dientes con:
.Módulo variable
.Ángulo de presión variable
Está accionada por un piñón normal.
En la parte central de la cremallera, los dientes tienen un módulo variable, de tal forma que permite:
.Una relación corta ideal, para la conducción durante la marcha en línea recta.
.El módulo se reduce progresivamente cuando la cremallera se desplaza hacia sus extremos, reduciendo así el esfuerzo de maniobrabilidad en el estacionamiento.
Tornillo sinfín
Es un mecanismo basado en un tornillo sinfín. Puede ser cilíndrico o globoide. Está unido al árbol del volante para transmitir su movimiento de rotación a un dispositivo de traslación que engrana con el mismo, generalmente un sector, una tuerca, un rodillo o un dedo, encargados de transmitir el movimiento a la palanca de ataque y ésta a su vez a las barras de acoplamiento.
Tornillo sinfín y sector dentado
Esta formado por un sinfín cilíndrico, apoyado en sus extremos sobre dos cojinetes de rodillos cónicos. El movimiento se transmite a la palanca de mando a través de un sector dentado, cuyos dientes engranan con el tornillo sinfín en toma constante.
Tornillo sinfín y rodillo
Está formado por un sinfín globoide apoyado en cojinetes de rodillos cónicos. Un rodillo está apoyado en el tornillo sinfín, que al girar desplaza lateralmente el rodillo produciendo un movimiento  angular en el eje de la palanca de ataque.