Componentes Esenciales de la Columna de Dirección
1. Juntas Cardán y Tramo Telescópico: Función y Seguridad
- Juntas Cardán: Se intercalan entre el volante y la caja de dirección para transmitir el par de giro del volante a la caja de dirección. Por ejemplo, el piñón helicoidal de la caja de dirección se acopla a la columna mediante una junta cardán.
- Tramo Telescópico (Retráctil): Se incluye por motivos de seguridad. En caso de colisión, el volante no debe avanzar más de 12,7 cm (ni vertical ni horizontalmente) hacia el conductor.
Sistemas de Asistencia Hidráulica
2. La Válvula Giratoria: Distribución del Fluido de Dirección
La válvula giratoria está ubicada dentro de la caja de dirección, de forma concéntrica al piñón de mando. Se compone de un distribuidor giratorio (unido a la columna de dirección), una barra de torsión (que une el distribuidor al piñón) y un casquillo de mando.
Funcionamiento Detallado de la Válvula Giratoria
- Conducción en Línea Recta: Mientras se circula en línea recta, la barra de torsión no experimenta deformación ni desfase angular entre el casquillo de mando y el distribuidor giratorio. Debido a esto, el fluido a presión que llega desde la bomba a la válvula giratoria queda comunicado con el retorno (hacia el depósito) y, por lo tanto, no se genera asistencia.
- Giros (Derecha o Izquierda): El par aplicado sobre el volante genera una resistencia en las ruedas que provoca una deformación angular de la barra de torsión. Este desfase angular reposiciona las acanaladuras longitudinales del distribuidor giratorio respecto a los orificios del casquillo de mando. El anillo central (entrada de presión) queda comunicado con el anillo superior o inferior (según el sentido de giro), canalizando el fluido a una de las cámaras del cilindro de asistencia. Simultáneamente, la cámara opuesta queda comunicada al retorno, permitiendo que el fluido actúe sobre el émbolo para generar una fuerza extra sobre la barra de mando que reduce el esfuerzo sobre el volante.
Dirección Electromecánica (EPS)
3. Consumo Máximo de la Dirección Electromecánica (EPS)
El motor de asistencia de una dirección electromecánica (EPS) tiene un consumo máximo que ronda los 50 – 80 A.
Control de Asistencia en Sistemas Hidráulicos
4. Métodos para Variar el Grado de Asistencia Hidráulica
Las dos formas principales de variar el grado de asistencia en estos sistemas son:
- Controlando el Caudal de Fluido (EPHS): El sistema EPHS (Asistencia Hidráulica Gestionada Electrónicamente) utiliza un motor eléctrico para accionar la bomba hidráulica. A medida que la velocidad del vehículo aumenta, la UCE disminuye el régimen de giro del motor eléctrico y, por lo tanto, reduce el caudal de fluido que envía a la válvula giratoria, disminuyendo así el nivel de asistencia.
- Reduciendo el Desfase Angular (Servotronic ZF / PML): Los sistemas Servotronic ZF y PML disminuyen el nivel de asistencia reduciendo o eliminando por completo el desfase entre el distribuidor giratorio y el casquillo de mando. Esto se logra mediante la activación de electroválvulas comandadas por la UCE:
- Servotronic ZF: La electroválvula permite el paso de fluido a las dos caras del émbolo de reacción, imposibilitando el movimiento del émbolo y forzándolo a arrastrar el casquillo de mando, lo que reduce el desfase y el grado de asistencia.
- Paramétrica PML: Se utiliza una electroválvula proporcional para controlar la presión de fluido que presiona las bolas de reacción contra las ranuras del distribuidor giratorio, reduciendo el desfase originado por la deformación de la barra de torsión y graduando la asistencia en función de la velocidad.
Efectos de las Modificaciones Físicas en la Dirección
5. Influencia del Diámetro del Volante y el Piñón
- Volante de Menor Diámetro: Afecta directamente al par que debe ejercer el conductor. A menor diámetro, menor será la palanca y, consecuentemente, el conductor deberá ejercer más fuerza.
- Piñón Más Grande en la Cremallera de Dirección: El diámetro primitivo del piñón influye en la relación de dirección. Si la dirección es más directa (lo que ocurre al aumentar el diámetro primitivo del piñón, requiriendo menos vueltas de tope a tope), la dirección será más rápida, pero esto incrementará el par a ejercer por el conductor sobre el volante.
Gestión Electrónica de la Dirección Asistida
6. Finalidad y Señales de Control
Finalidad de la Gestión Electrónica
La finalidad principal de los sistemas de dirección asistida con gestión electrónica es controlar el nivel de asistencia. Esto permite ofrecer una alta asistencia cuando se circula en parado o a baja velocidad, facilitando las maniobras, y reducir progresivamente la asistencia a medida que la velocidad de circulación aumenta.
Señales Principales de Dependencia
- La velocidad de circulación del vehículo.
- La velocidad a la salida de la caja de cambios.
- La posición del volante.
- El par de giro captado (en el caso de EPS).
- El modo de conducción seleccionado (en el caso de EPS).
Diagnóstico de Sistemas de Dirección Asistida
7. Recursos para la Verificación Electrónica
- Máquina de Diagnosis: Permite acceder al módulo de la dirección para comprobar el registro de averías y realizar las oportunas actualizaciones del módulo. En los sistemas EPS, permite reintroducir datos de configuración, como el tipo de vehículo o el Absolute Steering Position, si estos se borraron al desconectar la batería. Se aplica en Asistencia Eléctrica (EPS).
- Osciloscopio: Permite comprobar la alimentación y las señales que genera la Unidad de Control Electrónica (UCE). Se puede utilizar para verificar la señal generada por los sensores y su alimentación (si son activos). También se usa para comprobar el correcto accionamiento de las electroválvulas con la correspondiente señal de mando. Se aplica en Asistencia Hidráulica Gestionada Electrónicamente y Asistencia Eléctrica.
Sistemas Avanzados: Dirección a las 4 Ruedas
La dirección a las 4 ruedas es un sistema en el que no solo las ruedas delanteras intervienen en el guiado del vehículo, sino también las ruedas traseras, que pueden girar mediante un mecanismo adicional controlado electrónicamente. Este sistema se incorpora para mejorar el comportamiento del vehículo en distintas condiciones de marcha.
Comportamiento Según la Velocidad
- A Baja Velocidad: Las ruedas traseras giran en sentido contrario a las delanteras, lo que reduce el radio de giro y facilita las maniobras, haciendo el vehículo más ágil.
- A Alta Velocidad: Las ruedas traseras giran en el mismo sentido que las delanteras, lo que aumenta la estabilidad direccional, mejora la seguridad en curvas y permite realizar cambios de carril de forma más suave y controlada.
Ventajas Clave
- Menor radio de giro y mejor maniobrabilidad.
- Aumento de la estabilidad a velocidades altas.
- Mejor respuesta direccional y comportamiento más seguro en maniobras bruscas.
Con ello, la dirección a las 4 ruedas mejora tanto la maniobrabilidad como la estabilidad, ampliando las capacidades del sistema de dirección tradicional.