informe columna de dirección

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

ESPE LATACUNGA

CARRERA DE INGENIERA AUTOMOTRIZ

DEPARTAMENTO DE ENERGA Y MECNICA

MANTENIMIENTO MECNICO AUTOMOTRIZ II1. Datos InformativosNombre: Henry Pabn QuitoNivel: Sexto Automotriz AFecha: martes 15 de abril de 2014Profesor: Ing. Juan Castro2. TemaSistema de direccin: columna de direccin3. Objetivos

Razonar la trascendencia que posee el buen funcionamiento del sistema de direccin en la seguridad del vehculo y sus ocupantes. Comprender el funcionamiento del sistema de direccin con sus posibles variantes. Conocer los diferentes elementos del sistema de direccin, as como su funcin y ubicacin en el vehculo. Adquirir una visin de conjunto sobre la trascendencia de la geometra en la respuesta del sistema de direccin. Con todo lo anterior, ms el desarrollo de las actividades prcticas propuestas, se adquirir la capacidad de efectuar intervenciones de mantenimiento en el sistema de direccin.

4. Marco terico Sistema de DireccinEl sistema de direccin de un automvil tiene por misin la de guiar el vehculo mediante la correcta orientacin de sus ruedas delanteras, de forma que el conductor no perciba las vibraciones transmitidas por el terreno, manteniendo la trayectoria que determina el conductor mediante el volante. La direccin convierte el movimiento de giro que el conductor da al volante, en movimiento de orientacin de las ruedas directoras del vehculo.

Figura 1. Sistema de direccin

rbol o columna de la direccinEste mecanismo transforma el giro del volante en movimiento de vaivn en su palanca de mando. El rbol de direccin realiza una desmultiplicacin de giro y la multiplicacin de fuerza necesaria para poder orientar las ruedas; o lo que es lo mismo, como el esfuerzo que hay que aplicar a las ruedas para su orientacin est en funcin del peso que sobre ellas gravita, este mecanismo realiza una desmultiplicacin del esfuerzo a realizar en el volante para que el conductor pueda realizar la maniobra con mini esfuerzo.

Figura 2. Columna de direccin sin elemento desmultiplicador

El tubo de la columna tiene una rigidez que no permite las deformaciones provocadas por las continuas fuerzas de torsin a las que sta se ve sometida y permite mantener una elasticidad baja en la conduccin, aunque a su vez la carcasa que conforma el tubo puede flexionarse de una forma concreta en la direccin longitudinal para limitar la intrusin de la columna en el vehculo cuando se produce un choque frontal y no impide el funcionamiento del airbag, evitando as mayores lesiones al conductor del vehculo. Columna de seguridadEn accidentes de carretera y choques resultan peligrosas para el conductor la columna de direccin y el volante. Las consecuencias de los accidentes pueden amortiguarse con el empleo de columnas de direccin de seguridad. stas pueden estar constituidas a base de articulaciones cruzadas o hacerse retrables de modo telescpico. Las columnas de direccin de seguridad ms recientes son capaces de absorber la energa del impacto. Desde la introduccin del airbag, la funcin de la columna de direccin ha adquirido mayor complejidad. Est diseada para complementar la proteccin ofrecida por el cinturn de seguridad y el airbag. La columna de direccin de seguridad incorpora elementos que se retraen de forma similar a un telescopio en caso de colisin, evitando as que la columna de direccin penetre en el habitculo. Las uniones telescpicas y las articulaciones adicionales aslan en gran medida el movimiento del volante de la deformacin del tabique. De este modo se reduce el riesgo de lesiones para el conductor. Columna de direccin fraccionadaExisten diferentes sistemas de juntas para rboles de direccin:La junta cardn es una unin articulada que permite el giro entre ejes que no estn alineados, de manera que el giro del volante se transmite integro a la caja de direccin, y gracias a la diferente inclinacin entre las dos mitades de la columna de direccin, cuando sta es sometida a esfuerzos opuestos en sus extremos se pliega por la junta, evitando as un golpe con el conductor.La columna con malla deformable consiste en disponer la columna de direccin en dos tubos telescpicos que encajan, de forma deslizante, con unas estras, el uno dentro del otro y estn unidos en su parte externa por un casquillo de malla metlica soldado a ambos tubos. La resistencia de esta malla es menor a la fuerza de impacto con el cuerpo del conductor, de manera que al chocar se pliega la malla permitiendo que los tubos telescpicos deslicen, uno dentro del otro, disminuyendo la longitud de la columna de direccin.En la columna con fiador los pernos de ruptura, colapsan con un golpe, permitiendo el deslizamiento de una semi-columna respecto a la otra.Columna con volante articulado. Esta articulacin va fijada por un seguro que permite dirigir con firmeza el vehculo y, en caso de accidente, se rompe su seguro, de forma que al quedar libre el volante en su articulacin, se acopla a la posicin del trax del conductor, proporcionando un choque ms amortiguado.

Figura 3. Configuraciones de la columna de direccin fraccionada

Bloqueo de la direccinLa combinacin de interruptor del encendido con el dispositivo de bloqueo del volante de la direccin tiene diferentes propsitos. Bloquea el volante de direccin cuando el interruptor del encendido es girado a la posicin de abierto. Cuando se inserta la llave de encendido y se gira a la posicin de CONECTADO, gira el pin de engranaje de la muesca la cremallera juntamente con el buzo. Despus, cuando se la gira a la posicin de DESCONECTADO, la rotacin del pin desplaza la cremallera y el buzo hacia la posicin de bloqueo.

Figura 4. Vista traslcida en que se presentan las dos posiciones de bloqueo de una combinacin del interruptor del encendido con el dispositivo de bloqueo de la direccin

Mecanismo de direccin basculableConsiste en un sistema que puede variar la inclinacin del volante gracias a un sistema de juntas flexibles.

Figura 5.Sistema de direccin regulable en altura

Mecanismo de direccin telescpicaConsiste en un sistema que permite alargar o acortar la longitud de la columna de direccin segn el requerimiento del conductor.

Figura 6. Volante de la direccin inclinable y telescpico.

5. Equipo y herramientas Mesa de pruebas sistema de direccin asistida, laboratorio de mecnica de patio Caja de herramientas, proporcionada en la oficina de mecnica de patio Guantes Mandil Franela y/o guaipe

6. Procedimiento6.1 Desarmado Se pas a colocar la mesa de pruebas en un lugar de trabajo seguro para evitar accidentes. Se empieza a aflojar todos los tornillos para empezar a sacar las piezas a manipular (tomar muy en cuenta el orden para no perderlo al momento de armar). Se saca la columna con mucho cuidado para conservar la vida til del material didctico. Manipulamos con cuidado las piezas y nos damos cuenta de los componentes y el sistema de funcionamiento con el que trabaja.

6.2 Verificacin Despus de tener todos los elementos de la columna de direccin desensamblados y bien ordenados empezamos la verificacin. Tomamos cada una de las piezas y observamos que no tenga ninguna deformacin o mucho menos ruptura. Repetimos el procedimiento para cada uno de los componentes.

6.3 Armado Luego de verificar con mucha atencin cada pieza comenzamos con el ensamblado Para esto tomamos en cuenta el orden que tomamos en el desarmado Y teniendo orden de manera que siempre se arme desde las piezas ms internas hasta las externas. De esa manera y sin que falten o sobren piezas armamos y montamos todo el sistema.

7. Anlisis de resultadosTabla 1. Descripcin de las direcciones de los vehculos estudiadosVehculoCaractersticas de la columna de direccinngulos de giro de las ruedasImagen

Chevrolet VitaraAsistencia hidrulicaNo es basculableNo es telescpicaBloqueo del volanteSin airbagContiene: botn para las luces de estacionamiento, palanca del limpiaparabrisas, palanca de las luces direccionales, claxon, switch de encendido. Giro a la derecha:Ext = 32Int = 34

Giro a la izquierda:Ext = 32Int = 34

i=20:1Figura 7. Volante Chevrolet Vitara

Chevrolet CaptivaAsistencia hidrulicaBasculableS tiene airbagBloqueo del volanteContiene: claxon, mandos del radio, palanca de luces, palanca del limpiaparabrisas, switch.Giro a la derecha:Ext = 29Int = 38


Giro a 360:Ext = 18Int = 21

i=18,4 Figura 8. Volante Chevrolet Captiva

Chevrolet Optra (Rojo)BasculableTelescpicaBloqueo del volanteS tiene airbagContiene: claxon, mandos del radio, palanca de luces, palanca del limpiaparabrisas, switch.Giro a la derecha:Ext = 33Int = 38



i=15,6 Figura 9. Volante Chevrolet Optra rojo

Chevrolet Optra (Plomo)BasculableTelescpicaS tiene airbagBloqueo del volanteContiene: claxon, mandos del radio, palanca de luces, palanca del limpiaparabrisas, switch.Giro a la derecha:Ext = 34Int = 39



i=16,3 Figura 10. Volante Chevrolet Optra plomo

Chevrolet CorsaDireccin mecnicaNo airbagNo telescpicaNo basculableContiene: claxon, palanca de luces, palanca del limpiaparabrisas, switch.

Giro a la derecha:Ext = 34Int = 38



i=22,5 Figura 11. Volante Chevrolet Corsa

Tabla 2. Descripcin de las columnas de direccin estudiadas.DireccinCaractersticasImagen

Sistema de direccin hidrulica. Pin y cremalleraColumna de seguridad (pin de plstico fusibles mecnicos)BasculableTelescpicaFigura 12. Columna de direccin Grupo 1.

Direccin asistida con control electrnico (automvil)BasculableSwtichBloqueo del volanteColumna de seguridadFigura 13. Columna de direccin Grupo 2.

Sistema de direccin hidrulica integral (vehculos medianos y pesados)Columna de seguridad retrctilBasculableTelescpicaBloqueo del volanteSwitchFigura 14. Columna de direccin Grupo 3.

Direccin electro asistida (electromecnica)BasculablePosee sensor de par y de posicinComputadoraMotor elctricoBloqueo (no se puede apreciar debido a que no se encuentra el switch)Figura 15. Columna de direccin Grupo 4.

8. Conclusiones La mayora de los vehculos modernos cuentan con elementos, mecanismos y configuraciones de seguridad en la columna de direccin para garantizar el bienestar del conductor en caso de una colisin.

Es de suma importancia conocer los elementos de seguridad de la columna de direccin de un vehculo. Mecanismos tales como el airbag, se deben manipular cuidadosamente debido a que en caso de un error del operario estos podran explotar y quedar inutilizables.

A partir del ao 2014 se aprob una regulacin en la legislacin ecuatoriana que obliga a que todos los automotores nuevos cuenten con sistema de bolsas de aire tanto como para el conductor como para el pasajero. Debido a esto, los nuevos ingenieros automotrices estn en el compromiso de conocer a fondo este sistema de seguridad.

9. Recomendaciones Tener cuidado al momento de desarmar las columnas de direccin, puesto que existen varias piezas que se podran perder as como elementos pesados que podran caer inesperadamente lastimando a los estudiantes.

Contar con todas las herramientas y equipo de seguridad necesarios para realizar la prctica y evitar accidentes.

10. Bibliografa Crouse, W. 1993. Mecnica del automvil. Volumen 3. Tercera Edicin. McGraw-Hill. Espaa.

Parera, A. 2000. Sistemas de seguridad y confort en vehculos automviles. Marcombo S.A. Barcelona, Espaa.

Mezquita, J., Dols, J. Tratado sobre automviles. Editorial de la Universidad Politcnica de Valencia. Valencia, Espaa.

Martn, J. 1997. Mecnica del automvil actual. Servicio de Publicaciones, Centro Politcnico Superior Universidad de Zaragoza. Zaragoza, Espaa.

Dsseldorf, V. 1996. Manual de la tcnica del automvil. Tercera Edicin. Editorial Revert. Barcelona, Espaa.

Glosario Tcnico de Volkswagen Latinoamrica. Recuperado el 14 de abril de 2014 de: http://www.volkswagenlatinoamerica.com/es/technik-lexikon.html.

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