COLUMNA DE DIRECCIÓN

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

“ESPE” EXTENSIÓN LATACUNGA

Departamento de Ciencias de la Energía y Mecánica

Carrera de Ingeniería Automotriz

Nivel: VI Nivel

Asignatura: Mantenimiento Mecánico Automotriz II

Tema: Sistema de Dirección

Subtema: Columna de Dirección

INFORME N°1

Nombre: Stephen Santiago Valencia Balarezo

Fecha de entrega: 09 de Mayo del 2016

LATACUNGA – ECUADOR

Tema: Sistema de Dirección

Subtema: Columna de Dirección

Objetivos:

Conocer, identificar y reconocer los componentes de la columna de dirección.

Analizar los diferentes componentes de la columna tales como, Volante, Airgab,

Accionamiento de plumas, Bocina, etc.

Análisis de diferentes posiciones de la columna.

Comparar diferentes columnas de dirección entre varios automóviles seleccionados

Marco teórico:

COLUMNA DE DIRECCIÓN

La columna de dirección de un coche es un dispositivo destinado a conectar el volante con todo

el mecanismo de dirección mediante la orden del conductor a través del volante, es decir, el giro

que el conductor – en este caso el piloto – quiera transmitir por el volante.

Fig.1 Columna de dirección

La columna de dirección puede realizar otras funciones secundarias como:

Disipar la energía en caso de colisión frontal.

Montaje de: interruptor multifunción, bloqueo de la columna, cableado, la cubierta de la

columna, selector de marchas, medidores u otros instrumentos como motores

hidráulicos, así como las unidades motoras y engranajes hidráulicos o electromecánicos

que se encuentra en la dirección asistida.

Ajustar la altura/longitud adecuada para el asiento del piloto.

La columna de dirección consta de una carcasa plegable que contiene un eje de rotación

plegable. Como medida de seguridad, la columna de dirección está diseñada para plegarse en

caso de una colisión frontal. En este caso, ha de ser reemplazada al completo.

(albrodpulf1.wordpress.com)

Fig.2 Conjunto columna de dirección

SEGURIDAD EN LA COLUMNA DE DIRECCIÓN

Las columnas de dirección modernas presentan una articulación que les permite ceder en caso de

impacto. Las columnas de dirección de seguridad más recientes son capaces de absorber la

energía del impacto. Desde la introducción del airbag, la función de la columna de dirección ha

adquirido mayor complejidad. Está diseñada para complementar la protección ofrecida por el

cinturón de seguridad y el airbag. La columna de dirección de seguridad incorpora elementos que

se retraen de forma similar a un telescopio en caso de colisión, evitando así que la columna de

dirección penetre en el habitáculo. Las uniones telescópicas y las articulaciones adicionales aíslan

en gran medida el movimiento del volante de la deformación del tabique. De este modo se

reduce el riesgo de lesiones para el conductor. Durante una colisión que no exceda una severidad

determinada, el volante y el airbag mantienen una posición definida frente al conductor. Un

mecanismo de ajuste integrado con función de amortiguación reduce la carga sobre el pecho y la

cabeza en la medida técnicamente posible. Estos elementos son un útil complemento de los

limitadores de la fuerza del cinturón.

(http://www.volkswagenlatinoamerica.com/)

Fig.3 Columna de dirección deformable

VOLANTE

Órgano mediante el cual el conductor transmite a las ruedas el movimiento de la dirección.

Inicialmente, estaba constituido por una barra, que actuaba sobre el cuadrilátero de la dirección

de la misma forma que un timón. Pero, pronto fue substituida por un manillar con dos

empuñaduras y eje de rotación vertical. A través de numerosas formas intermedias se llegó luego

al volante redondo. La primera empresa que lo adoptó fue, probablemente, la Daimler en 1894,

la cual empleó un volante de fundición.

En el manillar se solían instalar ya numerosos mandos, tales como el acelerador, el avance, el

pulsador de masa, el claxon, etc. Con el volante circular, a éstos se unieron también los mandos

del sistema eléctrico de alumbrado, el cambio de marchas y así progresivamente hasta trasladar

casi todos los mandos a la columna de la dirección.

Fig.4 Volante de la dirección.

AIRBAG

La bolsa de aire (en inglés, airbag) es un sistema de seguridad pasiva instalado en la mayoría de

los automóviles modernos. Este sistema fue patentado el 23 de octubre de 1971 por la firma

Mercedes-Benz.

Fig.5 Airbag.

El sistema de la bolsa de aire se compone de:

Detectores de impacto situados normalmente en la parte interior del vehículo, la parte que

empezará a desacelerarse antes en caso de colisión, aunque cada vez se ponen más sensores,

distribuidos por todo el vehículo de manera que no se produzcan errores en su activación.

Dispositivos de inflado, que gracias a una reacción química producen en un espacio de tiempo

muy reducido una gran cantidad de gas (de un modo explosivo).

Bolsas de nylon infladas normalmente con el nitrógeno resultante de la reacción química.

Su función es la de, en caso de colisión (con aceleración mayor que 3 G), amortiguar con las

bolsas inflables el impacto de los ocupantes del vehículo contra el volante, el panel de

instrumentos y el parabrisas en caso de los airbag delanteros y contra ventanas laterales en los

delanteros y traseros. Se estima que en caso de impacto frontal, su uso puede reducir el riesgo de

muerte en un 30%.

COLUMNAS DE DIRECCIÓN TELESCÓPICAS

Fig.6 Columna de dirección Telescópica.

Estas columnas de dirección telescópicas tienen el centro pivotante en la parte más baja de la

columna. La posición de la columna puede ser ajustada hacia/desde el conductor además de en

posición vertical, arriba/abajo. La ligereza del peso es conseguido gracias al uso de materiales

como el magnesio. El diseño integrado de la columna, además del sistema de bloqueo, son

elementos adicionales de seguridad para prevenir el robo del vehículo.

(http://www.nskamericas.com/)

COLUMNAS DE DIRECCIÓN DE ALTURA Y PROFUNDIDAD ELÉCTRICAS

Estas columnas de dirección telescópicas tienen el centro pivotante en la parte más alta de la

columna. La posición del volante puede ser ajustada hacia / lejos del conductor además de en

posición vertical, arriba / abajo.

El peso ligero se consigue mediante el uso de componentes de aluminio. Esto también permite la

integración de bloqueo de encendido, mejorando la seguridad del vehículo.

Fig.7 Columna de dirección de altura y profundidad.

BLOQUEO DE LA DIRECCIÓN

Casi todos los automóviles cuentan con un dispositivo de bloqueo que impide que el volante gire

si la llave se encuentra en la posición de off. Consiste en una rueda dentada alrededor del volante

y un par de dientes que se enclavan en la rueda dentada si la llave no gira a la posición de acc.

(http://patentados.com/)

Fig.8 Bloqueo de la Dirección.

MECANISMOS DE DIRECCIÓN DE TORNILLO SINFÍN

Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda dentada. El tornillo se une

al volante mediante la "columna de dirección", y la rueda lo hace al brazo de mando. De esta

manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto ángulo, mayor o menor según la

reducción efectuada, por lo que en dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar

las ruedas que la aplicada al volante.

Fig.9 Mecanismo tornillo sin fin

Fuente Wikipedia.com

MECANISMO DE DIRECCIÓN DE CREMALLERA

Esta dirección se caracteriza por la sencillez de su mecanismo desmultiplicador y su simplicidad

de montaje, al eliminar gran parte de la tiranteria 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 se utiliza mucho en vehículos

de turismo, sobre todo en los de motor y tracción delantera, ya que disminuye notablemente

los esfuerzos en el volante. 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.

Fig. 10. Mecanismo de

cremallera

Fuente: slideshare

SISTEMA DE REGLAJE EN EL MECANISMO DE CREMALLERA

El reglaje para mantener la holgura correcta entre el piñón (1) y la cremallera (2), se realiza por

medio de un dispositivo automático instalado en la caja de dirección y que además sirve de

guía a la cremallera.

El sistema consiste en un casquillo (3) acoplado a la caja de dirección (4), en cuyo interior se

desplaza un empujador (6) y tornillo de reglaje (7), que rosca en una pletina (8) fija con tornillo

(9) al casquillo. Una vez graduada la holgura entre el piñón y la cremallera, se bloquea la

posición por medio de la contratuerca (10).

Existen varios sistemas de reglaje de la holgura piñón cremallera, pero los principales son los

representados en las figuras.

Fig. 11 Regulación del sistema de dirección de

cremallera

Fuente: slideshare

RÓTULAS

La rótula es el elemento encargado de conectar los diferentes elementos de la suspensión a las

bieletas de mando, permitiéndose el movimiento de sus miembros en planos diferentes. La

esfera de la rótula va alojada engrasada en casquillos de acero o plásticos pretensados. Un

fuelle estanqueizado evita la perdida de lubricante. La esfera interior, macho normalmente, va

fija al brazo de mando o a los de acoplamiento y la externa, hembra, encajada en el macho

oscila en ella; van engrasadas, unas permanentes herméticas que no requieren

mantenimiento, otras abiertas que precisan ajuste y engrase periódico.

Fig 12. Rótula

Fuente: netvisa.com

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS

CANTIDAD MATERIAL GRÁFICO

3 Columnas de

dirección

1 Caja de

herramientas

6 Automóviles

PROCEDIMIENTO:

1. DIRECCION HIDRAULICA

Retirar la tapa de la bocina

Aflojar la tuerca de seguridad del volante, y retirar el mismo.

Retirar el perno o seguro de la regulación bascular de la columna de dirección

Aflojar y retirar los dos pernos de la base con la columna de dirección.

Retirar la columna de dirección, desacoplando la parte inferior de la misma con el

cajetín de la dirección.

Columna de dirección hidráulica desarmada

PROCEDIMIENTO DE ARMADO

Colocar la columna de dirección, acoplándola junto con el cajetín de la dirección.

Colocación de los pernos de la columna de dirección.

Colocación de la regulación bascular de la columna de dirección.

Colocación del volante con su respectiva tuerca de seguridad.

2. DIRECCION ELECTROMECANICA HYUNDAI

En esta maqueta solo se procedió a identificar los componentes con los cuales cuenta

esta dirección.

Sepuede identificar la unidad de control y el motor eléctrico.

Sale a la terminar de piñón y cremallera

3. COLUMNA DE DIRECCION ELECTROMECANICA

Procedemos a retirar la cubierta del Volante

Aflojamos la tuerca que sujeta al volante con la columna de dirección

Procedemos a retirar el volante

Aflojamos los pernos de sujeción de la columna de dirección de la maqueta

Columna de dirección desmontada

4. RECONOCIMIENTO DEL SISTEMA DE DIRECCION EN LOS VEHICULOS

Reconocer todos los componentes de la columna de dirección de cada vehículo.

Comprobar los accesorios de la columna de dirección

Verificar el funcionamiento de cada uno de los componentes de la columna de

dirección.

ANALISIS DE RESULTADOS

SITEMA DE DIRECCION HIDRAULICA

COMPONENTES SI NO

ACCIONAMIENTO DE LUCES X

ACCIONAMIENTO DE PLUMAS X

AIR BAG X

BLOQUEO DE DIRECCION X

CLAXON X

CONTROL DEL RADIO X

SISTEMA BASCULABLE X

SISTEMA TELESCOPICO X

SITEMA DE DIRECCION ELECTROMECANICA HYUNDAI

COMPONENTES SI NO

ACCIONAMIENTO DE LUCES X

ACCIONAMIENTO DE PLUMAS X

AIR BAG X

BLOQUEO DE DIRECCION X

CLAXON X

CONTROL DEL RADIO X

SISTEMA BASCULABLE X

SISTEMA TELESCOPICO X

SITEMA DE DIRECCION ELECTROMECANICA

COMPONENTES SI NO

ACCIONAMIENTO DE LUCES X

ACCIONAMIENTO DE PLUMAS X

AIR BAG X

BLOQUEO DE DIRECCION X

CLAXON X

CONTROL DEL RADIO X

SISTEMA BASCULABLE X

SISTEMA TELESCOPICO X

Referente a la inspección en los vehículos:

ASPECTOS TÉCNICOS DE LA DIRECCIÓN

VEHÍCULO TIPO DE

DIRECCIÓN

AIRBAG SISTEMA

BASCULANTE

SISTEMA

TELESCÓPICO

BLOQUEO

DEL

VOLANTE

TIPO DE

ENGRANAJE

CHEVROLET

GRAND

VITARA

HIDRÁULICA

PIÑÓN Y

CREMALLERA

CORSA

WIND

MECÁNICA

TORNILLO SIN

FIN Y ESFERAS

CIRCULANTES

MAZDA BT-

50

HIDRÁULICA

PIÑÓN Y

CREMALLERA

FORD

ECOSPORT

HIDRÁULICA

PIÑÓN Y

CREMALLERA

TOYOTA

PRIUS

HIDRÁULICA

PIÑÓN Y

CREMALLERA

DATSUN 1200 MECÁNICA

TORNILLO SIN

FIN Y ESFERAS

CIRCULANTES

ACCESORIOS

VEHÍCULO PLUMAS CLAXON CONTROL

DE LUCES

DIRECCIONALES CONTROL DE

AUDIO

CHEVROLET

GRAND

VITARA

CORSA

WIND

MAZDA BT-

50

FORD

ECOSPORT

TOYOTA

PRIUS

DATSUN 1200

CONCLUSIONES

Existen dos tipos de columnas de dirección la basculante y telescópica

La dirección electromecánica tiene un sistema de dirección basculante

La dirección electrónica tiene un sistema de dirección basculante

La dirección hidráulica sencilla tiene un sistema de dirección basculante

Todas las columnas de dirección poseen una palanca para ubicar el volante de acuerdo

a la comodidad del conductor

En la columna de dirección se encuentra el bloqueo de la dirección y varias palanca

como la de cambio de luces direccionales, el limpia parabrisas, y en algunas ocasiones

la palanca de la caja de cambios.

En la columna de dirección se puede apreciar la ranura para colocar la llave

La columna de dirección también posee el sistema para el bloqueo de dirección.

La columna de dirección posee una junta tipo cardan que une el volante con el cajetín

de dirección

RECOMENDACIONES

Se debe utilizar implementos de seguridad como guantes, botas con punta de acero,

franela y guaipe para evitar accidentes.

Se debe trabajar en un espacio limpio y ordenado a fin de realizar un trabajo más

cómodo y eficiente.

Se debe trabajar en un lugar amplio y con suficiente luz en donde se pueda hacer el

trabajo más rápido y eficiente.

Para proceder a desmontar la columna de dirección de los diferentes bancos tenemos

observar el manual de procedimientos.

Verificar que todos los componente de la columna de dirección este en su lugar.

Se debe colocar el volante en una posición central tanto para desarmar como para

armar la columna de dirección ya que se puede desequilibrar el movimiento de la

dirección

Se debe dejar todos los componentes de la columna de dirección en un solo lugar y

ordenados, ya que al momento de volver a armar se vuelva más fácil el trabajo.

Bibliografía albrodpulf1.wordpress.com. (s.f.). albrodpulf1.wordpress.com. Obtenido de

https://albrodpulf1.wordpress.com/2014/09/23/analisis-tecnico-columna-de-

direccion/

http://patentados.com/. (s.f.). http://patentados.com/. Obtenido de

http://patentados.com/invento/una-cerradura-antirrobo-de-bloqueo-de-direccion-

para-vehiculos-de-moto.html

http://www.nskamericas.com/. (s.f.). http://www.nskamericas.com/. Obtenido de

http://www.nskamericas.com/cps/rde/xchg/na_es/hs.xsl/manual-steering-

columns.html

http://www.volkswagenlatinoamerica.com/. (s.f.).

http://www.volkswagenlatinoamerica.com/. Obtenido de

http://www.volkswagenlatinoamerica.com/content/vw_pkw/regions/us/us_miami/br

and/es/technik-lexikon/sicherheitslenksaeule.html