Cremallera de dirección: principio de funcionamiento y diseño.

Entre todos los tipos de engranajes de dirección, la cremallera y el piñón ocupan un lugar especial, aunque solo sea porque es más común en los diseños de automóviles de pasajeros. Poseedor de una serie de ventajas, el riel, y así es como se le llama comúnmente brevemente sobre la base del uso de la parte principal, prácticamente ha suplantado a todos los demás esquemas.

Características del uso de rieles.

El riel en sí es una barra de acero deslizante con una muesca dentada. Desde el lado de los dientes, se presiona un engranaje impulsor contra él. El eje de la columna de dirección está ranurado al eje del piñón. Se suele utilizar engranajes helicoidales, ya que son silenciosos y capaces de transmitir cargas importantes.

Cuando se gira el volante, el conductor, actuando junto con la dirección asistida, mueve la cremallera en la dirección deseada. Los extremos del riel a través de las rótulas actúan sobre las barras de dirección. En la sección de las varillas, se instalan acoplamientos roscados para el ajuste de la convergencia y puntas de bola de dirección. En última instancia, la fuerza impulsora se transmite a través del brazo de pivote al muñón, el cubo y la rueda direccional de cada lado. La configuración está diseñada de tal manera que la goma no se desliza en el parche de contacto y cada rueda se mueve a lo largo de un arco del radio deseado.

La composición de la dirección de piñón y cremallera.

Un mecanismo típico incluye:

• una carcasa donde se ubican todas las partes, equipada con orejetas para sujetar a un escudo o marco del motor;
• mecanismo de engranaje;
• cojinetes lisos de tipo manguito sobre los que descansa el riel cuando se mueve;
• eje de entrada, generalmente colocado en rodamientos de rodillos (agujas);
• un dispositivo para ajustar el espacio en acoplamiento de una galleta con resorte y una tuerca de ajuste;
• botas de tirante.

A veces, el mecanismo está equipado con un amortiguador externo, diseñado para minimizar uno de los inconvenientes del mecanismo de piñón y cremallera: una transmisión excesivamente fuerte de golpes al volante debido a que las ruedas caen sobre ruedas irregulares. El amortiguador es un amortiguador telescópico montado horizontalmente, similar al que se instala en las suspensiones. En un extremo está conectado al riel y en el otro extremo al bastidor auxiliar. Todos los impactos son amortiguados por el sistema hidráulico del amortiguador.

Los mecanismos más simples utilizados en los automóviles más livianos carecen de dirección asistida. Pero la mayoría de los raíles lo tienen en su composición. El actuador del reforzador hidráulico está integrado en la carcasa de la cremallera, solo salen los accesorios para conectar las líneas hidráulicas en los lados derecho e izquierdo del pistón.

El distribuidor en forma de válvula de carrete y una sección de la barra de torsión está integrado en el cuerpo del eje de entrada del mecanismo de piñón y cremallera. Dependiendo de la magnitud y dirección del esfuerzo aplicado por el conductor, al girar la barra de torsión, el carrete se abre hacia los accesorios del cilindro hidráulico izquierdo o derecho, creando presión allí y ayudando al conductor a mover el riel.

A veces, los elementos de un amplificador eléctrico también están integrados en el mecanismo de cremallera si no está ubicado en la columna de dirección. Se prefiere la transmisión directa por riel. En este caso, la cremallera tiene un motor eléctrico con una caja de cambios y un segundo engranaje de transmisión. Funciona en paralelo con el principal a lo largo de una muesca de engranaje separada en el riel. La dirección y la magnitud de la fuerza están determinadas por la unidad de control electrónico, que recibe una señal del sensor de giro de torsión del eje de entrada y genera una corriente eléctrica al motor eléctrico.

Ventajas y desventajas de un mecanismo con riel.

Entre las ventajas se encuentran:

• dirección de alta precisión;
• facilidad para garantizar la transparencia del volante, incluso equipado con un amplificador;
• la compacidad del montaje y la simplicidad del diseño del diseño en el área del escudo del motor;
• peso ligero y costo relativamente bajo;
• buena compatibilidad con impulsores hidráulicos antiguos y EUR modernos;
• mantenibilidad satisfactoria, se producen kits de reparación;
• poco exigente para la lubricación y el mantenimiento frecuente.

También hay desventajas:

• fundamentalmente alta transparencia del volante en caso de uso en carreteras accidentadas, en ausencia de amortiguadores y amplificadores de alta velocidad, el conductor puede lesionarse;
• ruido en forma de golpes cuando se trabaja con un espacio mayor, cuando el desgaste se produce de manera desigual, el espacio no se puede ajustar.

La combinación de pros y contras en el funcionamiento del mecanismo de piñón y cremallera determina su alcance: se trata de automóviles, incluidos los deportivos, que funcionan principalmente en buenas carreteras a altas velocidades. En este caso, el estante funciona de la mejor manera y está por delante de todos los demás esquemas de dirección en términos de cualidades de consumo.

A veces se realiza el mantenimiento del mecanismo para reducir el espacio cuando aparecen golpes. Desafortunadamente, por las razones de desgaste desigual descritas anteriormente, esto no siempre es posible. En tales casos, el mecanismo se reemplazará como un conjunto, a menudo con uno restaurado de fábrica. El uso de kits de reparación elimina solo los golpes en los cojinetes y casquillos de soporte, pero no el desgaste del par de engranajes. Pero, en general, la vida útil del mecanismo es bastante alta y el costo de las piezas nuevas es bastante aceptable.