universidad tecnolÓgica...
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN BANCO DE PRUEBAS DE
UNA DIRECCIÓN ASISTIDA ELECTRÓNICAMENTE.
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO
AUTOMOTRIZ
ALEJANDRO ACEVEDO VALAREZO
DIRECTOR: ING. EDWIN TAMAYO
QUITO, noviembre 2014
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2014
Reservados todos los derechos de reproducción
DECLARACIÓN
Yo ALEJANDRO ACEVEDO VALAREZO, declaro que el trabajo aquí
descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentando para
ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias
bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de
Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional
vigente.
_________________________
Alejandro Acevedo Valarezo
C.I. 070586655-6
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Diseño y construcción
de un banco de pruebas”, para aspirar al título de Ingeniero Automotriz
fue desarrollado por Alejandro Acevedo, bajo mi dirección y supervisión, en
la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones
requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 18 y 25.
_________________________
ING. EDWIN RAMIRO TAMAYO AVALOS. M.Sc.
DIRECTOR DEL TRABAJO
C.I. 170860146-1
DEDICATORIA
Este trabajo se lo dedico a mis padres porque sin ellos nada de esto se
hubiera logrado, ya que estuvieron siempre conmigo apoyándome en todo lo
posible, ciertos casos regañándome pero es parte del proceso para poder
lograr el objetivo.
AGRADECIMIENTO
En todo el largo proceso que tomó este proyecto hubo mucha gente que
estuvo siempre conmigo apoyándome, pero quiero agradecer algunos
talleres que me brindaron su espacio y apoyo, en si a muchas otras
personas que no las nombro por miedo a que me salte alguien, les
agradezco infinitamente.
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN ........................................................................................................ xii
ABSTRACT ..................................................................................................... xiv
1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................... 1
2. MARCO TEORICO ........................................................................................ 3
2.1. DIRECCIÓN ........................................................................................... 3
2.2. TIPOS DE SISTEMA DE DIRECCIÓN .................................................. 4
2.2.1. DIRECCIONES MECÁNICAS ............................................................. 5
2.2.2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA CAJA DE DIRECCIÓN
MECÁNICA ........................................................................................................ 14
2.2.3. DIRECCIONES ESPECIALES .......................................................... 15
2.2.4. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA CAJA DE DIRECCIÓN
ESPECIAL ......................................................................................................... 19
2.2.5. DIRECCIONES ASISTIDAS .............................................................. 21
2.2.6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA CAJA DE
SERVODIRECCIÓN ASISTIDA. ..................................................................... 29
2.3. ELECCIÓN DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN ....................................... 30
2.3.1. DIRECCIÓN ASISTIDA EPS ............................................................. 31
2.3.2. PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO ......................................... 32
2.3.3. TIPOS DE DIRECCIÓN ASISTIDA ELECTRÓNICAMENTE ......... 33
2.4. DIRECCIÓN ASISTIDA ELECTRÓNICAMENTE (HYUNDAI ACCENT)
36
2.4.1. DEFINICIÓN ........................................................................................ 36
2.4.2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UNA DIRECCIÓN ASISTIDA
ELECTRÓNICAMENTE ................................................................................... 38
ii
2.4.3. COMPOSICIÓN DE SISTEMA DE DIRECCIÓN ASISTIDA EPS . 39
2.4.4. ESTRUCTURA DEL SISTEMA DIRECCIÓN ASISTIDA EPS ....... 39
2.4.5. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA ................................................ 42
2.5. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN ASISTIDA EPS
49
2.5.1. SENSOR DE ÁNGULO DE DIRECCIÓN ......................................... 50
2.5.2. SENSOR TORQUE O PAR DE DIRECCIÓN .................................. 51
2.5.3. SEÑAL DE VELOCIDAD DEL VEHÍCULO ...................................... 54
2.5.4. SENSOR DE RÉGIMEN DEL MOTOR ............................................ 56
2.5.5. UNIDAD DE CONTROL PARA LA DIRECCIÓN EPS .................... 57
2.5.6. TESTIGO LUMINOSO DE AVERÍAS ............................................... 59
2.5.7. MOTOR ELÉCTRICO ......................................................................... 60
2.6. FALLOS EN EL SISTEMA DE DIRECCIÓN ASISTIDA EPS ............... 62
2.6.1. SÍNTOMAS DE LOS PROBLEMAS SURGIDOS EN LA
DIRECCIÓN ASISTIDA EPS ........................................................................... 62
2.6.2. PLAN ESTRATÉGICO DE LA COMPUTADORA PRINCIPAL
JUNTO CON EL MÓDULO ELECTRÓNICO ................................................. 64
2.6.3. CODIGO DE FALLA DTC, DIAGNÓSTICO PRESENTADO .......... 66
2.7. DESCRIPCIÓN DEL DTC DE LA DIRECCIÓN EPS ........................... 69
3. METODOLOGÍA ......................................................................................... 72
3.1. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL BANCO DE PRUEBAS ................ 72
3.2. MEDICIONES EN EL VEHÍCULO ....................................................... 72
3.2.1. MEDIDA DEL SENSOR DE VELOCIDAD DEL VEHÍCULO .......... 73
3.2.2. MEDIDA DEL SENSOR DE VELOCIDAD DEL MOTOR ................ 74
3.3. SELECCIÓN DE LOS MECANISMOS PARA EL BANCO DE PRUEBAS
76
iii
3.3.1. ELEMENTOS MECÁNICOS .............................................................. 76
3.3.2. ELEMENTOS ELECTRÓNICOS ....................................................... 80
3.4. ESQUEMA GENERAL DEL DISEÑO ELECTRÓNICO ....................... 83
3.4.1. POTENCIÓMETRO ............................................................................ 84
3.4.2. ZÓCALO MICROCONTROLADOR .................................................. 84
3.4.3. MICROCONTROLADOR ................................................................... 85
3.4.4. BORNERAS ........................................................................................ 85
3.4.5. RESISTENCIAS .................................................................................. 86
3.4.6. TRANSITORES ................................................................................... 87
3.4.7. CAPACITORES .................................................................................. 87
3.4.8. REGULADOR DE VOLTAJE ............................................................. 88
3.4.9. RELAY DE CINCO PATAS ................................................................ 89
3.4.10. DIODOS ............................................................................................... 90
3.4.11. DISPLAY DE SIETE SEGMENTOS .................................................. 91
3.4.12. TARJETA ELECTRÓNICA ................................................................ 92
3.4.13. RUTEADO DE TARJETA ................................................................... 93
3.4.14. GRÁFICA 3D ....................................................................................... 94
3.4.15. BAQUELITA ........................................................................................ 95
3.4.16. SEGURIDAD DE LA TARJETA ......................................................... 96
3.4.17. PUNTOS DE MEDICIÓN DE LA TARJETA ..................................... 97
3.5. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA PRINCIPAL DEL BANCO ................. 98
3.6. ESFUERZO CORTANTE ..................................................................... 99
3.7. PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DE LA ESTRUCTURA ................ 100
3.7.1. CORTE ............................................................................................... 100
3.7.2. PREPARACIÓN DEL MATERIAL ................................................... 100
iv
3.7.3. SOLDADURA .................................................................................... 101
3.7.4. MARCO DE BATERÍA ...................................................................... 101
3.7.5. SOPORTES DE CREMALLERA ..................................................... 101
3.7.6. ESTRIBO DE PATAS ....................................................................... 102
3.7.7. PINTURA ........................................................................................... 102
3.7.8. DISEÑO DEL SITIO DONDE VA LA PLACA ELECTRÓNICA ..... 103
3.7.9. CAJA DE CONTROL DEL BANCO ................................................. 104
3.7.10. DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL CUADRO DE
MEDICIONES .................................................................................................. 105
3.8. ENSAMBLE DEL BANCO DE PRUEBAS .......................................... 110
3.9. PROCEDIMIENTOS DE OPERACIÓN DEL BANCO ........................ 113
3.9.1. NOMENCLATURA MDPS ................................................................ 118
3.10. PRUEBAS ACTIVAS DE SEÑALES EN LA PLACA ELECTRONICA
119
3.10.1. ASISTENCIA EN LA DIRECCIÓN .................................................. 119
4. ANÁLISIS Y RESULTADOS ..................................................................... 122
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................ 129
5.1. CONCLUSIONES .............................................................................. 129
5.2. RECOMENDACIONES ...................................................................... 131
6. NOMENCLATURA .................................................................................... 144
BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................. 145
ANEXOS ......................................................................................................... 147
v
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 2.1. Diagnósticos DTC ............................................................................ 68
Tabla 2.2. Prueba código C2412 diagnóstico Hyundai ..................................... 69
Tabla 2.3. Prueba código C2413 diagnóstico Hyundai ..................................... 70
Tabla 2.4. Prueba código C2414 diagnóstico Hyundai ..................................... 70
Tabla 2.5. Prueba código C2415 diagnóstico Hyundai ..................................... 71
Tabla 2.6. Prueba código C1704 diagnóstico Hyundai ..................................... 71
Tabla 3.1. Relación Velocidad – Frecuencia ..................................................... 74
Tabla 3.2. Relación rpm – Frecuencia ............................................................. 75
Tabla 3.3. Niveles de Asistencia a Diferentes Condiciones de Manejo .......... 119
Tabla 3.4. Respuesta De Asistencia ............................................................... 120
Tabla 3.5. Respuesta De Asistencia ............................................................... 120
Tabla 3.6. Táctica del Sistema MDPS ............................................................ 121
Tabla 3.7. Asistencia de giros ......................................................................... 122
vi
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 2.1. Dirección Eje o Puente Rígido .......................................................... 5
Figura 2.2. Dirección por giro de manguetas ...................................................... 6
Figura 2.3. Dirección Tornillo sin fin y sector dentado. ....................................... 7
Figura 2.4. Dirección Tornillo sin fin y tuerca deslizante ..................................... 8
Figura 2.5. Dirección Sistema Ross de palanca manivela .................................. 9
Figura 2.6. Dirección Tornillo sin fin y rodillo .................................................... 10
Figura 2.7. Dirección Tornillo y tuerca con bolas circulantes ............................ 11
Figura 2.8. Dirección Tornillo y tuerca con bolas circulantes y sector dentado . 12
Figura 2.9. Dirección Piñón y Cremallera ......................................................... 13
Figura 2.10. Dirección asistida neumáticamente .............................................. 17
Figura 2.11. Dirección hidrostática .................................................................... 17
Figura 2.12. Dirección en la cuatro ruedas ....................................................... 18
Figura 2.13. Servodirección hidráulica acoplada al varillaje ............................. 22
Figura 2.14. Servodirección hidráulica integral ................................................. 23
Figura 2.15. Servodirección hidráulica coaxial .................................................. 25
Figura 2.16. Servodirección hidráulica de cremallera ....................................... 26
Figura 2.17. Servodirección de relación variable .............................................. 27
Figura 2.18. Sistemas Direcciones ................................................................... 28
Figura 2.19. Comunicación Volante – Ruedas (TOYOTA) ................................ 34
Figura 2.20. Funcionamiento Dirección Asistida EPS (AUDI) ........................... 35
Figura 2.21. EPSCM (Módulo de la dirección asistida electrónicamente) ......... 37
Figura 2.22. Dirección Hyundai Accent ............................................................. 40
vii
Figura 2.23. Despiece Dirección EPS ............................................................... 42
Figura 2.24. Ciclo Servo asistencia ................................................................... 44
Figura 2.25. Servo asistencia Media Intensidad ............................................... 46
Figura 2.26. Servo asistencia Baja Magnitud .................................................... 47
Figura 2.27. Servo asistencia Descenso ........................................................... 49
Figura 2.28. Sensor Ángulo Dirección .............................................................. 51
Figura 2.29. Rotores Sensor Torque ................................................................. 52
Figura 2.30. Sensor Par Dirección .................................................................... 53
Figura 2.31. Ubicación Sensor velocidad (VSS) ............................................... 55
Figura 2.32. Ubicación Sensor velocidad del motor .......................................... 57
Figura 2.33. Módulo / Unidad de control ........................................................... 59
Figura 2.34. Luz testigo de averías del tablero ................................................. 59
Figura 2.35. Motor Eléctrico .............................................................................. 61
Figura 3.1. Señal Efecto Hall (Velocidad vehículo) ........................................... 73
Figura 3.2. Señal Efecto Hall (Velocidad Motor) ............................................... 75
Figura 3.3. Cremallera Dirección Mecánica ...................................................... 76
Figura 3.4. Columna Dirección.......................................................................... 77
Figura 3.5. Brida dirección: Eje crucetas .......................................................... 78
Figura 3.6. Volante Común ............................................................................... 79
Figura 3.7. Elaboración Acople Volante ............................................................ 80
Figura 3.8. Bateria ............................................................................................ 81
Figura 3.9. Motor Eléctrico ................................................................................ 82
Figura 3.10. Módulo Electrónico ECU EPS ....................................................... 82
Figura 3.11. Sensor par dirección ..................................................................... 83
Figura 3.12. Potenciómetros ............................................................................. 84
viii
Figura 3.13. Microcontrolador y Porta Micro ..................................................... 85
Figura 3.14. Borneras ....................................................................................... 86
Figura 3.15. Resistencias ................................................................................. 86
Figura 3.16. Transistores .................................................................................. 87
Figura 3.17. Capacitores ................................................................................... 88
Figura 3.18. Regulador Voltaje 7805 ................................................................ 89
Figura 3.19. Tipos Regulador Voltaje 7805…….…………..………………….…..97
Figura 3.20. Relay ............................................................................................. 90
Figura 3.21. Diodos ........................................................................................... 91
Figura 3.22. Display de siete segmentos .......................................................... 91
Figura 3.23. Diseño Placa (Modo digital) Módulo ISIS ...................................... 93
Figura 3.24. Ruteado de placa electrónica Módulo Ares .................................. 94
Figura 3.25. Diseño digital 3D placa electrónica ............................................... 95
Figura 3.26. Proceso de suelda en la baquelita ................................................ 96
Figura 3.27. Montaje elementos en la tarjeta electrónica .................................. 97
Figura 3.28. Medición de señales ..................................................................... 98
Figura 3.29. Perspectiva 3D…………..............…...……………….………...….108
Figura 3.30. Base de batería .......................................................................... 101
Figura 3.31. Soportes cremallera .................................................................... 102
Figura 3.32. Base Patas ................................................................................. 102
Figura 3.33. Base Placa PCB ......................................................................... 103
Figura 3.34. Cuadro Mediciones ..................................................................... 104
Figura 3.35. Switch o Llave de encendido ...................................................... 105
Figura 3.36. Switchs secundarios ................................................................... 106
Figura 3.37. Potenciómetros ........................................................................... 107
ix
Figura 3.38. Pulsadores .................................................................................. 108
Figura 3.39. Señal avería ................................................................................ 108
Figura 3.40. Punto Comprobación Osciloscopio ............................................. 109
Figura 3.41. Punto Comprobación Sensor Par ............................................... 110
Figura 3.42. Ensamble Columna Dirección ..................................................... 110
Figura 3.43. Ensamble Cruceta Dirección ...................................................... 111
Figura 3.44. Ensamble Caja dirección Piñón-Cremallera ............................... 112
Figura 3.45. Conexión Fusibles ...................................................................... 113
Figura 3.46. Conexión Sockets ....................................................................... 113
Figura 3.47. Conexión a batería...................................................................... 114
Figura 3.48. Llave o Switch principal .............................................................. 114
Figura 3.49. Switch Secundario ...................................................................... 115
Figura 3.50. Switch Secundario 1 ................................................................... 115
Figura 3.51. Pulsadores .................................................................................. 116
Figura 3.52. Potenciometros ........................................................................... 116
Figura 3.53. Medición Oscilograma ................................................................ 117
Figura 3.54. Señal Avería ............................................................................... 117
Figura 3.55. Conectores y sus respectivas posiciones….…………………..…..123
Figura 5.1. Sistema EPS ................................................................................. 135
Figura 5.2. Ondas senoidales ......................................................................... 137
Figura 5.3. Despiece Sensor Torque………..………….…….…………...……...140
Figura 5.4. Medición de sensor par…………...……………………….……….....141
Figura 5.5. Comprobación de voltaje……………………………………………...141
x
ÍNDICE DE ECUACIONES
PÁGINA
[2.1] ................................................................................................................... 21
[2.2] ................................................................................................................... 22
[2.3] ................................................................................................................... 33
[2.4] ................................................................................................................... 44
[2.5] ................................................................................................................... 45
[2.6] ................................................................................................................... 47
[2.7] ................................................................................................................... 48
[2.8] ................................................................................................................... 52
[3.1] ................................................................................................................... 99
[3.2] ................................................................................................................... 99
xi
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
ANEXO I……………………………………………………………………..………..147
Plano de la estructura del banco de pruebas
ANEXO II…………………….....…………………………………………………….149
Especificaciones del motor en cuanto a dirección asistida
ANEXO III……………………………….....…………………………………………150
Luz testigo manual hyundai accent
ANEXO IV……………………………………………........…………………………151
Descripción caja fusibles interna
ANEXO V…………………....……………………………………………………….152
Descripción caja fusibles externa
ANEXO VI…………………..…………………………………………………….….153
Comprobación de componentes, forma de onda y datos de señal del motor
ANEXO VII…………..……………………………………………………………….154
Forma de onda y datos de señal sensor: ckp, cmp
xii
RESUMEN
Los objetivos que englobaron este proyecto se basaron en general, en dar
una explicación detallada y simplificada de lo que significa la dirección
asistida electrónicamente, a través del diseño y construcción de un banco de
pruebas. Este proyecto podrá servir para enseñar al estudiante de la carrera
de Ingeniería Automotriz, en las clases prácticas de esta, el uso de este tipo
de dirección.
Dentro de los objetivos específicos para el desarrollo de este proyecto, se
diseñó una maqueta en la que va montado el banco de pruebas, dentro del
cual se integraron las piezas fijas y móviles. Todo esto con la finalidad de
simular el movimiento que realiza la EPS (Electrical Powered Steering),
dentro del vehículo y que sirvió para realizar las respectivas pruebas de
campo.
En la introducción, se dio un panorama general del desarrollo e
implementación de nuevas tecnologías en el sistema de dirección. Así
mismo se expusieron las ventajas y desventajas que proporciona el sistema
de dirección asistida, el cómo está dispuesta la estructura, los componentes
y finalmente el cómo estos trabajan en conjunto para que el sistema
funcione.
Dentro del marco teórico, se abordaron los inicios del sistema de dirección,
se detallaron cuáles son los elementos y como estos trabajan en el sistema,
logrando que la dirección se convierta en asistida, a través del intercambio
de información entre la computadora principal y los sistemas que intervienen
con la dirección; para que finalmente el resultado de ese cruce de
información, sea que los elementos mecánicos actúen.
xiii
La metodología se realizó de manera experimental, con el desarrollo y
construcción del banco de pruebas, se realizó primeramente la modificación
y adecuación del sistema de dirección inicial, se adaptaron los implementos
necesarios para simular las señales que necesita la dirección asistida para
funcionar.
Los análisis y resultados constituyeron una parte fundamental de mi proyecto
ya que fueron los frutos del mismo. En aquellos se observaron distintas
respuestas, en función de las condiciones de trabajo a las que fue sometido
el sistema.
De las conclusiones y recomendaciones se dedujo que la dirección
constituye una parte esencial dentro del vehículo. Y que el sistema de
dirección más adecuado para el usuario, será aquel que no reste potencia al
motor de combustión interna y que brinde mayor seguridad a altas
velocidades.
El presente proyecto tiene un objetivo didáctico y se sugiere que más
adelante se busque complementar el presente, a través de la
implementación del sistema de suspensión.
xiv
ABSTRACT
The objectives that englobed this Project, were generally based, in providing
a detailed and simplified explanation of the meaning of the electronically
assisted steering, through design and construction of tests. This project will
serve to teach the student of the Automotive Engineering career, in these
practical classes, the use of this type of steering.
Among the specific objectives the development of this Project, a model was
designed wherein the test bench is mounted, and within which the fixed and
moving parts were integrated. All this in order to simulate the movement
made by the EPS (Electrical Powered Steering), inside the vehicle which
served to performed the respective field tests.
In the introduction, an overview of the development and implementation of
the new technologies in the steering system was given. Also the advantages
and disadvantages provided by the steering system were exposed, as well as
how the structure components are disposed, and finally how these work
together to make the system work.
Within the theoretical framework, the early steering systems were discussed,
there were detailed which elements are and how they work in the system,
making the power steering become in an assisted steering, through the
exchange of information between the main computer and systems involved
with the steering; so that finally the result of that crossing of information, be
why the mechanical elements act.
The methodology was performed in an experimental fashion, with the
development and construction of the test bench, first the modification and
adaptation of the starting steering system were made, and the necessary
tools were adapted to simulate the signals that the power steering needs to
run.
xv
The analysis and results were a major part of my project because they were
the fruits of same. In those different responses were observed, depending on
the working conditions to which the system was submitted.
The conclusions and recommendations concluded that steering is an
essential part inside the vehicle. And the more suitable steering system for
the user will be that one that will not subtract power to the internal
combustion engine and that one that provides greater safety at high speeds.
This project has a didactic purpose and suggests that it later seeks to
supplement this, through the implementation of the suspension system.
.
1. INTRODUCCIÓN
1
La dirección constituye un campo muy importante cuando se habla de
seguridad, ergonomía y placer al manejar, y un punto muy importante que se
viene abarcando con más intensidad estos últimos años es la contaminación
ambiental ya que muchas empresas automotrices, industriales, químicas,
etc. Están tomando medidas de prevención para lo que sería la
contaminación a futuro; hablando de la empresa automotriz en sí, desde
mucho antes se ha tomado medidas de precaución contra eso, pero muchas
de las veces la gente no sabe o no conoce pero los vehículos empezando
desde el proceso de elaboración, hasta cuando el vehículo entra en marcha
continua, están en continuo proceso de protección ambiental.
Dados estos puntos de vista me enfocare en un tema en específico que
abarca todos esos puntos en un solo conjunto lo que la convierte en la
mayor novedad para el campo automotriz.
El control de estabilidad o como se conoce por sus siglas “EPS” Mayormente
se conoce con el nombre de “control de estabilidad” o con las siglas en
alemán “EPS”, Elektronisches Stabilitäts-Program” (programa electrónico de
estabilidad).
Básicamente el EPS es un programa electrónico que ayuda al conductor en
la conducción sobre carreteras difíciles y en situaciones críticas.
Mediante el empleo de sensores electrónicos, conjuntos mecánicos y un
programa de software combinados entre ellos se consigue un aumento de la
seguridad sobre el impredecible asfalto.
Los primeros trabajos sobre el EPS se iniciaron cuando el sistema
electrónico de antibloqueo de frenos ABS (Antilock Braking System), se
encontraba en fase de pruebas. Entonces, los técnicos intuyeron,
correctamente, que aquel era el principio de la realización de un sueño pero
en aquellos tiempos (1978) no había suficiente material electrónico ni medios
para hacer lo que ellos tenían en mente.
Con el paso del tiempo aparecieron nuevo dispositivos electrónicos que
completaron por así decirlo el ciclo de trabajo de la idea principal.
2
La efectividad del EPS ha sido refrendada por el Instituto de Seguridad del
Automóvil, organización dependiente de la “Asociación de Aseguradoras
Alemanas (GVD)”, lo que considera un elemento altamente eficaz en la
prevención de accidentes. (EPS, 2001).
El control de estabilidad se puede obtener por separado para instalarlo en
determinados vehículos. Este sistema tendría un precio relativamente barato
porque solamente se compone de circuitos electrónicos y sensores, pero su
precio de venta es algo elevado debido a que se ha de amortizar los más de
20 años de investigación hasta obtener lo que es hoy el control de
estabilidad.
Los objetivos que englobaron este proyecto se basaron en general, en dar
una explicación detallada y simplificada de lo que significa la dirección
asistida electrónicamente, a través del diseño y construcción de un banco de
pruebas. Este proyecto podrá servir para enseñar al estudiante de la carrera
de Ingeniería Automotriz, en las clases prácticas de esta, el uso de este tipo
de dirección.
Dentro de los objetivos específicos para el desarrollo de este proyecto, se
diseñó una maqueta en la que va montado el banco de pruebas, dentro del
cual se integraron las piezas fijas y móviles. Todo esto con la finalidad de
simular el movimiento que realiza la EPS dentro del vehículo y que sirvió
para realizar las respectivas pruebas de campo.
La metodología que se aplicará es el método inductivo - deductivo por el
motivo que este proyecto se basara con investigaciones de Campo
Experimental, Teórico- Práctico con el objetivo de construir un banco de
pruebas para una dirección asistida.
2. MARCO TEORICO
3
2.1. DIRECCIÓN
La dirección no es más que la modificación del movimiento longitudinal que
ejerce el conductor por medio del volante, y lo convierte en un movimiento
transversal hacia las ruedas, el conjunto de mecanismos que componen la
dirección tiene la misión de orientar las ruedas delanteras para que el
vehículo tome la trayectoria deseada por el conductor.
Para que el conductor no tenga que realizar esfuerzo en la orientación de las
ruedas, el vehículo dispone de un mecanismo desmultiplicador, en los casos
simples, o de servomecanismos de asistencia, para los vehículos pesados.
Ahora que aclaré la dirección se detallara como trabaja en el vehículo y que
cualidades debe cumplir; Para que la dirección de un vehículo se mantenga
estable hay que tomar en cuenta algunas condiciones que marcan la
diferencia al momento de la estabilidad del vehículo ya sea en recta, curva y
cuando se aplica una frenada.
La dirección junto con la suspensión que son los encargados de sobrellevar
un manejo estable, eficaz y sobretodo suave, para que todo eso se efectúe
la geometría mecánica de la suspensión delantera del vehículo debe estar
correctamente alineada.
La seguridad depende del diseño del mecanismo, de los materiales
empleados y del correcto mantenimiento.
La facilidad de manejo del volante debe quedar en una posición tal que el
conductor pueda accionarlo desde una postura cómoda y sin que le
provoque fatiga.
La suavidad no es más que la resistencia que opone el volante debe ser
uniforme en todo su recorrido. Esta resistencia disminuye al aumentar la
desmultiplicación que existe entre el ángulo girado por el volante y el
correspondiente en las ruedas, y aumenta con la carga sobre el eje
delantero, con la desalineación de las ruedas, con las presiones de inflado
insuficientes y con un mantenimiento deficiente.
4
Cuando por las características del vehículo la resistencia puede resultar
excesiva, se recurre al empleo de las direcciones asistidas.
La comodidad se da cuando los golpes causados en las ruedas por las
irregularidades de la calzada deben llegar al volante lo más amortiguados
posible.
La precisión Mediante la supresión de toda clase de holguras mecánicas en
el sistema de dirección el vehículo debe obedecer a la menor corrección de
la dirección.
La estabilidad del vehículo debe mantener la trayectoria recta sin necesidad
de efectuar correcciones en la dirección, y a la salida de las curvas las
ruedas tienen que recobrar la posición recta por sí solas. (Grupo Editorial
Ceac, 2003).
2.2. TIPOS DE SISTEMA DE DIRECCIÓN
Los sistemas de dirección empezaron en sistemas muy básicos usando una
palanca o manubrio, Johann Georg Lankensperger (Baviera 1779-1847)
inventó un sistema en el que las dos ruedas giraban en torno a pivotes
independientes.
El sistema fue patentado en Inglaterra por un socio de Lankensperger,
Rudolf Ackermann (compra/venta de arte) en 1818 y desde entonces se
conoce como el cuadrilátero de Ackermann. (Dirección-Tipos, 2005)
Las necesidades del usuario obligaban a implementar un sistema más
simple que ahora se conoce como volante, y a partir de eso salían otras
necesidades como contrarrestar las irregularidades del camino y tenía que
serlo de una forma sencilla, y ahí se clasificaron en dos grandes grupos.
5
2.2.1. DIRECCIONES MECÁNICAS
La desmultiplicación de una dirección es la relación entre el ángulo girado
por el volante y el ángulo de orientación correspondiente en las ruedas. Su
valor suele estar comprendido entre 20/1 y 25/1 en las direcciones sin
asistencia.
El diámetro del volante tiene gran importancia en el esfuerzo a realizar por el
conductor, un volante grande disminuye el esfuerzo pero resulta incómodo
para el conductor, y un volante pequeño puede resultar pesado para mover
la dirección a coche parado.
2.2.1.1. Eje o puente delantero rígido
Se trata de un puente que ya no se emplea en automóviles ligeros, pero si
en vehículos todo-terreno y en muchos vehículos pesados.
El funcionamiento como se observa en la figura 2.1, El puente va unido a los
largueros del bastidor mediante las ballestas; en los extremos del puente,
por medio de los pivotes, se articulan las manguetas. Las ruedas se orientan
girando en los pivotes.
Figura 2.1. Dirección Eje o Puente Rígido
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
6
2.2.1.2. Dirección por giro de manguetas
En vehículos con suspensión independiente no existe eje delantero, y los
soportes de las manguetas o los portamanguetas se articulan a los brazos
de suspensión, como se observa en la figura 2.2.
El funcionamiento inicia como el pivote va fijado a la mangueta mediante una
cuña, y que a su vez puede girar en los dos casquillos de su soporte. El
soporte es articulado a los brazos de suspensión y a la ballesta por medio de
los sientblocs. Cuando el sistema de suspensión es de trapecios o brazos
articulados la mangueta se une, a ellos mediante rótulas.
2.2.1.3. Tornillo sin fin y sector dentado
Este tipo de caja está prácticamente en desuso ya que en otros tiempos fue
muy útil, ya que su composición era muy compleja en cuanto a geometría, se
encontraba en vehículos de carga, como se observa en la figura 2.3.
Figura 2.2. Dirección por giro de manguetas
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
7
El funcionamiento empieza desde un tornillo sin fin o husillo soportado por
cojinetes cónicos y solidarios del árbol de la dirección, engrana con un sector
dentado.
El eje del sector dentado gira en el interior de un casquillo, y lleva montado
en su extremo, mediante un estriado y tuerca, al brazo de mando. La caja
que alberga al conjunto, va llena de aceite SAE 90 (Society of Automotive
Engineers), para su engrase.
Al mover el volante en uno u otro sentido, el giro del tornillo desplaza
angularmente al sector, y por lo tanto al brazo de mando.
2.2.1.4. Tornillo y tuerca deslizante
El funcionamiento de la caja constituida por un husillo de rosca trapecial o
cuadrada solidario del árbol de la dirección.
En él va montada una tuerca que tiene forma de dado con tetones en dos
caras opuestas, como se observa en la figura 2.4. A los tetones se acopla
Figura 2.3. Dirección Tornillo sin fin y sector
dentado.
Fuente: (Multiservicioautomotriz, 2011)
8
una horquilla doble, cuyo eje lleva montado en su extremo el brazo de
mando.
Al girar el tornillo la tuerca se desliza sobre él y desplaza a la horquilla
haciendo girar a su eje y con él al brazo de mando.
2.2.1.5. Sistema Ross de palanca y manivela
El funcionamiento comprende un tornillo sin fin, va montado en el extremo
del árbol de la dirección. El elemento deslizante lo constituye un dedo o leva
de forma troncocónica para que se adapte al perfil trapecial de la rosca del
tornillo, como se observa en la figura 2.5.
El dedo va roscado y asegurado con una contratuerca sobre una palanca
que es solidaria del eje del brazo de mando, al girar el tornillo, el dedo se
desplaza guiado por los filetes de las rosca y mueve angularmente a la
palanca, y con ella, mediante el eje común oscila el brazo de mando.
Figura 2.4. Dirección Tornillo sin fin y tuerca deslizante
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
9
2.2.1.6. Tornillo sin fin y rodillo
El funcionamiento del elemento conducido es un rodillo con dos o tres filetes
cuyo vano se adapta al perfil de la rosca del tornillo sin fin. Va montado en la
horquilla por medio de un eje con la interposición de bola o agujas para
disminuir el rozamiento.
El tornillo sin fin es de tipo globoide, como se ve en la figura 2.6. Es decir,
tiene menor diámetro en el centro que en los extremos, lo que le permite
mantener el perfecto acoplamiento de sus filetes con los del rodillo, cuando
este efectúa su movimiento de traslación girando con la horquilla y su eje.
Figura 2.5. Dirección Sistema Ross de palanca manivela
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
10
2.2.1.7. Tornillo y tuerca con bolas circulantes o recirculación
de bolas
Es una variante mejorada de la de tornillo y tuerca ya descrita, esta caja es
más empleada en vehículos todo-terreno y vehículos pesados debido a su
robustez.
El funcionamiento es un tornillo sin fin que va soportado en sus extremos por
cojinetes de bolas de contacto oblicuo, en la tuerca en el extremo e aprecia
una recirculación de bolas y también un tetón con la base troncocónica
donde encaja y asienta la horquilla; esta no es una tuerca convencional ya
que en el interior tiene una ranura helicoidal, tallada con gran precisión, cuya
sección tiene forma de media circunferencia. El espacio entre ambas va
relleno de bolas, como se observa en la figura 2.7. Actuando las ranuras
como las pistas de un cojinete.
Con esto se consigue eliminar el rozamiento entre los filetes de la rosca,
sustituyéndolo por la rodadura de las bolas, que transmiten el movimiento
Figura 2.6. Dirección Tornillo sin fin y rodillo
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
11
con menor esfuerzo, ya que el tornillo y la tuerca no tienen ningún contacto
entre sí.
Al girar el tornillo y desplazarse la tuerca las bolas van circulando entre las
pistas, y al ir llegando al extremo de la tuerca, son obligadas a pasar por un
tubo exterior que las canaliza hacia el comienzo de la tuerca, dándose una
recirculación, el movimiento que efectúan las bolas en el interior del tubo es
inverso al de avance de la tuerca.
Figura 2.7. Dirección Tornillo y tuerca con bolas circulantes
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
2.2.1.8. Tornillo y tuerca con bolas circulantes y sector dentado
Emplea el mismo mecanismo tornillo sin fin y la tuerca con bolas circulantes,
la diferencia es que cambia el tetón la horquilla por una cremallera labrada
en una de las caras de la tuerca y un sector dentado, como se logra
observar en la figura 2.8.
12
El funcionamiento al girar el tornillo sin fin la tuerca se desplaza y su
cremallera mueve al sector dentado, en cuyo eje va montado el brazo de
mando de la dirección, contiene un juego de bolas en cada parte dividida de
la tuerca y un tubo de recirculación independiente; con ello se obtiene
repartir mejor el esfuerzo.
2.2.1.9. Cremallera
Es de concepción sumamente sencilla y de fabricación económica, se
caracteriza por su mecanismo desmultiplicador (piñón-cremallera) , como va
unida directamente a los brazos de acoplamiento, y ella misma asume la
función de barra de acoplamiento, queda descartado el uso del brazo de
mando, biela, palanca de ataque, ni la barra de acoplamiento clásica, como
se demuestra en la figura 2.9.
Figura 2.8. Dirección Tornillo y tuerca con bolas circulantes y sector
dentado
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
13
El funcionamiento de la barra de cremallera tiene un dentado helicoidal en
una zona de entre 120 y 150 mm, siendo el resto de ella cilíndrico. Por la
parte izquierda va soportada entre el piñón y el tope de centrado y por la
derecha por el casquillo de guiado.
La tuerca sirve para el pretensado de los cojinetes y del piñón por la parte
opuesta al dentado y frente al piñón, hay un tope de centrado que se adapta
a la curvatura de la barra, este tope es presionado contra la barra por un
muelle, su misión es contrarrestar el empuje del piñón, evitando las flexiones
de la barra cremallera.
Los extremos de la barra terminan en dos mechas roscadas, y en ellas se
atornillan las rotulas, los tirantes de acoplamiento terminan en un vástago
roscado para acoplar las rotulas, los cuales se unen a los brazos de
acoplamiento de las manguetas; estas te permiten alargar o disminuir para
ajustar la convergencia de las ruedas. (Grupo Editorial Ceac, 2003).
Figura 2.9. Dirección Piñón y Cremallera
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
14
2.2.2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA CAJA DE DIRECCIÓN
MECÁNICA
2.2.2.1. Ventajas
- Dirección con mejor desmultiplicación
- Regulación de holguras (tornillo y sector) mediante
casquillos de bronce
- Contiene tres brazos para brindar seguridad pasiva
- Un menor desgate debido a que el tornillo oblicuo se guía
en el sin fin.
- Pueden usarse en eje rígido
- Permiten transmitir fuerzas elevadas
- Se pueden conseguir ángulos de giro importantes en la
rueda
- Se pueden usar eslabones de gran longitud, lo cual hace
que se tengan fuerzas bajas si se producen fuerzas
transversales en la bieleta.
- Menor diámetro en el centro
2.2.2.2. Desventajas
- Desgaste de los dientes del sector dentado
- Desgaste tornillo sin fin
- Holguras en las rotulas
- Rodamientos rotos
15
- Alto costo a diferencia de un sistema convencional
(piñón y cremallera).
- Elasticidad mucho mayor, lo que reduce su
respuesta y sensibilidad.
- Instalación compleja, reservada para vehículos de
alta gama.
- Limitada al sector automoción pesada
2.2.2.3. Ventajas (Cremallera)
- Suprime holguras y disposición de espacios libres
- Precisión
- Suavidad
2.2.3. DIRECCIONES ESPECIALES
Las direcciones especiales son diseños interesantes que no han llegado a
destacar del todo debido a precios o compleja instalación.
Se partio de la caja de dirección convencional, y en especial de dirección de
cremallera. La ayuda que se proporciona a la barra para desplazarse a la
derecha o a la izquierda, además de estar proporcionada por un líquido,
puede estar proporcionada por la presencia de aire o de depresión.
En el primer caso es necesario disponer de un sistema que conste, de un
compresor, como es el caso en los autocamiones que llevan este equipo
para atender el conjunto de frenos y suspensión.
En el segundo caso es necesario disponer de una fuente de depresión, que
en los motores de gasolina puede encontrarse en el mismo motor (como ya
se hace con los servofrenos tradicionales) o, en el caso de motores diésel
16
puede disponerse de la depresión aportada por la bomba de depresión de la
que suelen estar dotado todos estos motores para alimentar el mismo
servofreno.
2.2.3.1. Dirección Neumática
El funcionamiento se compone de elementos que comparte con otro tipo de
direcciones, Como se observa en la figura 2.10. Consta de una cremallera
mecánica dotada de barras de dirección en el centro de la cremallera, desde
las cuales se aplica el brazo de mando de un cilindro de trabajo por medio
de la pieza triangular.
Este cilindro actúa para ambos sentidos según el valor y la dirección de
depresión que reciba procedente de la válvula de distribución, de modo que
ayuda a que se transmita el movimiento de la barra de la cremallera y se
obtiene el giro de la dirección.
Para que la válvula distribuidora se decante por las tres posiciones del piñón
de ataque de la dirección mecánica, necesita de un sensor mecánico de par
que determina la posición por medio del valor de fuerza de par que
manifiesta la barra de dirección. Estas tres posiciones están constituidas por
la posición de reposo (volante y membrana en posición central), posición de
accionamiento del volante hacia la derecha (membrana decantándose hacia
un lado de la cámara).
Cuando la membrana se encuentra en posición central no hay paso de
depresión por ninguno de los conductos que conducen hacia el cilindro de
trabajo; pero, cuando el volante gira en cualquiera de los dos sentidos
posibles, el paso de depresión se deriva a uno de estos conductos y el
cilindro de trabajo se encarga ahora de ejercer la acción de servoasistencia
de la dirección.
17
2.2.3.2. Dirección Hidrostática
Figura 2.10. Dirección asistida
neumáticamente
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
Figura 2.11. Dirección hidrostática
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
18
Este tipo de dirección es orientada a vehículos especiales como son los
casos de los tractores, máquinas agrícolas como: cosechadoras, carretillas
elevadoras y maquinas similares; como se puede observar en la figura 2.11.
Se trata de un diseño diferente en el que el accionamiento de las ruedas
directrices no lo comanda ninguna acción mecánica entre volante y ruedas,
cabe aclarar que este tipo de dirección no puede superar los 50 km/h de
velocidad máxima.
El funcionamiento consta de una bomba hidráulica accionada directamente
por el motor, que se alimenta del líquido del depósito de alimentación del
circuito. El líquido sale a presión de la bomba y se dirige hacia la válvula de
mando que constituye la base del sistema de mando de este equipo.
En la válvula se da las tres posiciones clásicas de toda dirección, sin duda la
válvula de mando es el elemento importante de este tipo de dirección.
2.2.3.3. Dirección en las cuatro ruedas
Sistema de dirección en las cuatro ruedas o como lo bautizaron 4ws (4
Wheel Steering), no se sabe el futuro exacto de este sistema puede que
dentro de unos años se masifique en vehículos en serie o puede ser uno de
esos sistemas técnicos que aparecen y desaparecen a lo largo de la historia;
aun así es importante nombrarlo y explicar su funcionamiento, se lo puede
apreciar en la figura 2.12.
Figura 2.12. Dirección en la cuatro ruedas
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
19
Los sistemas de dirección en los dos ejes intentan conseguir, los dos
objetivos principales de la dirección: por una parte, mejorar la estabilidad del
vehículo durante la marcha a partir de una determinada velocidad alta,
eliminando el defecto que en el eje trasero se forma un retraso con respecto
al momento en que se produce la fuerza lateral delantera y este retraso
provoca, sobre todo a elevadas velocidades, una cierta tendencia del
vehículo a querer rotar sobre su eje vertical.
El funcionamiento no es más que el movimiento proporcionado por el volante
se transmite a la caja de dirección trasera por medio de una toma de reenvío
que existe en la caja de dirección delantera y, por medio de un eje de
transmisión, se reproduce en la cremallera el movimiento de la caja
delantera.
La caja de dirección trasera, necesita realizar una desmultiplicación especial
con respecto a la delantera. (Grupo Editorial Ceac, 2003).
2.2.4. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA CAJA DE DIRECCIÓN
ESPECIAL
2.2.4.1. Ventajas Neumáticas
- Alta flexibilidad
- Notable capacidad de amortiguación
- Permite mantener constante la distancia entre el
chasis y la superficie de carretera
independientemente de la carga presente en el
vehículo.
- Adapta la carrocería a distintas alturas en función de
las necesidades de marcha.
20
- Adapta la suspensión y la amortiguación a la
situación de la calzada y a la forma de conducir.
2.2.4.2. Ventajas Hidrostáticas
- Flexibilidad de conducción
- Facilidad de instalación con respecto a distancia con
el volante.
2.2.4.3. Desventajas Hidrostáticas
- No supera los 50 km/h
- Instalación se circunscribe a determinados vehículos
con limitadas prestaciones.
2.2.4.4. Ventajas en la dirección de cuatro ruedas
- Permite realizar maniobras con menor diámetro de
giro
- Permite trazar las curvas a cierta velocidad con
mayor seguridad.
- Estabilidad es mucho mayor en un automóvil dotado
de 4 ws.
- Aumento de la velocidad de paso por curva y
reducción de la tendencia al sobreviraje del vehículo.
21
2.2.4.5. Desventajas en la dirección de cuatro ruedas
- Alto consumo de combustible.
- Mayor peso total del vehículo.
- Mayor costo de producción.
- Mayor complejidad técnica.
2.2.5. DIRECCIONES ASISTIDAS
La tendencia actual es el empleo de neumáticos anchos de baja presión con
gran superficie de contacto con el suelo, con ellos, el esfuerzo necesario
para orientar las ruedas resulta considerable,
Es preciso recordar que:
F1 x R1 = F2 x R2 [2.1]
Sobre todo a vehículo parado y en maniobra de aparcamiento; las
direcciones asistidas o servodirecciones tienen la finalidad de aportar un
esfuerzo que venga añadirse al que el conductor efectúa sobre el volante.
Con las direcciones asistidas, el ángulo de orientación de las ruedas
responde exactamente al giro del volante, como ocurre en las direcciones sin
asistir, ya que la misión del servo es, únicamente, colaborar con el conductor
a producir el esfuerzo necesario.
Las servodirecciones están constituidas con los mismos elementos que las
direcciones convencionales con un extra que es un dispositivo hidráulico de
mando, que por medio de una caja de válvulas gobernada a través del
volante, canaliza el líquido a alta presión,
Que sería:
22
P =F
A [2.2]
Que oscila los (60 a 100 bar) procedente de una bomba accionada por el
motor haciéndolo llegar a los lados del embolo de un cilindro de trabajo,
según el sentido de giro.
El cilindro puede ir acoplado a la tirantería de la dirección, normalmente a la
barra de acoplamiento o actuar directamente sobre el mecanismo de la caja
de dirección.
2.2.5.1. Servodirección hidráulica acoplada al varillaje
En este caso el cilindro de trabajo actúa sobre la barra de acoplamiento
El funcionamiento del brazo de mando va articulado por medio de una rótula
a la barra intermedia de acoplamiento que a su vez va unida a la válvula en
línea o carrete por un extremo y por el otro a la palanca de reenvío, como se
ve en la figura 2.13.
Figura 2.13. Servodirección hidráulica acoplada al varillaje
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
23
El cilindro de trabajo va fijado a la barra intermedia, y el vástago de su
embolo sujeto al soporte del bastidor, donde también va articulada la
palanca de reenvío.
La bomba accionada desde el cigüeñal por una polea, aspira el líquido del
depósito, eleva su presión y lo manda a la válvula distribuidora; El carrete,
según sea el sentido de giro del volante, se desplaza a un lado o al otro, y
deja pasar el líquido a presión a una de las dos cámaras en el que cilindro
queda dividido por el émbolo.
Un muelle centrador resulta comprimido cualquiera que sea el sentido de
giro del movimiento del carrete, es decir cuando cesa la fuerza sobre el
volante la fuerza del muelle tiende a situar la válvula en posición neutra.
2.2.5.2. Servodirección hidráulica integral
Se lo conoce como integral porque el sistema hidráulico está contenido en la
misma caja de la dirección, como se observa en la figura 2.14.
Figura 2.14. Servodirección hidráulica integral
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
24
El funcionamiento del mecanismo es esencialmente un engranaje de
dirección de tornillo sin fin, tuerca cremallera con circulación de bolas y
sector dentado. La tuerca cremallera es al mismo tiempo el émbolo del
cilindro de trabajo.
Cuando gira el tornillo sin fin y se encuentra con la resistencia de la tuerca,
experimenta una tendencia a desplazarse en el mismo sentido que seguirá
después aquella.
El desplazamiento real es igual a la suma de todas las holguras que se
corrigen por la presión originada entre la tuerca el tornillo y es muy pequeño,
pero suficiente para que a través del cojinete centrado de empuje se mueve
ligeramente la base de la palanca, y al bascular en su rótula intermedia
debido a la diferencia de longitudes entre la rótula y los extremos de la
palanca, el movimiento se vea ampliado en la parte superior de la misma, y
sirva para desplazar el carrete de la válvula distribuidora.
2.2.5.3. Servodirección hidráulica coaxial
Esta dirección pertenece al grupo de las servodirecciones integrales; por otra
parte, a las que como ella tienen los ejes del árbol de la dirección, de la
válvula distribuidora y del tornillo sin fin alineados, se les conoce como
servodirecciones coaxiales.
El funcionamiento es de husillo y tuerca cremallera con circulación de bolas
y sector dentado. El sistema hidráulico está constituido por la tuerca
cremallera que actúa como émbolo y divide al cilindro en dos cámaras: la
superior de giro a la derecha y la inferior, que comprende la parte inferior del
cilindro más el espacio circundante al sector, de giro a la izquierda, y
además una válvula de tipo rotativo situada en la parte superior del conjunto,
como se logra observar en la figura 2.15.
Cuando al accionar el volante el rotor gira en uno u otro sentido, ante la
resistencia que ofrece el husillo, se torsiona la barra hasta que los dientes
25
inferiores del rotor hacen tope con las ranuras del husillo, absorbiendo la
holgura entre ambos.
Con este pequeño giro del rotor actúa la válvula, poniendo en comunicación
las ranuras del rotor con las correspondientes del casquillo distribuidor, que
por estar unido al husillo ha permanecido quieto, y manda el aceite a presión
a una de las cámaras. Al enderezar la dirección, la barra de torsión recupera
su estado primitivo y la válvula su posición neutra.
2.2.5.4. Servodirección hidráulica de cremallera
Este tipo de dirección es el más usado en automóviles de turismo.
El funcionamiento del mecanismo de piñón y cremallera es el mismo a las
direcciones no asistidas.
La válvula distribuidora, de tipo rotativo, va montada en la prolongación del
piñón, dentro de la misma caja de la dirección; y el cilindro de trabajo puede
estar incluido también en el cárter de la dirección, o ser exterior a él, a
Figura 2.15. Servodirección hidráulica coaxial
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
26
continuación se puede observar en la figura 2.16, una servodirección de
cremallera.
El embolo está fijado a la barra cremallera y divide al cilindro en dos
cámaras: la de giro a la derecha y la de giro a la izquierda. La válvula
distribuye el aceite a presión a las cámaras, según el sentido de giro del
rotor a través de los tubos.
2.2.5.5. Servodirección de relación variable
Este tipo de dirección apareció en el año 1965, y esta promueve la
sensibilidad de velocidad y el esfuerzo variable continuo necesario para los
vehículos actuales de alto rendimiento.
Caracterizado porque los dientes de cremallera tienen un paso de relación
variable y porque dicho paso es variado gradualmente desde el centro de
dicha barra de cremallera hacia un extremo de la misma.
El funcionamiento es de piñón y cremallera con válvula rotativa, en el piñón
se incluye una válvula de carrete que detecta el nivel de torsión aplicado al
Figura 2.16 Servodirección hidráulica de cremallera
Fuente: (Grupo Editorial Ceac, 2003)
27
eje impulsor a través de una barra de torsión, como se observa n la figura
2.17.
En el centro de este sistema incluye un dispositivo electromagnético que
actúa paralelamente con el eje impulsor desde el volante, cambiando el
esfuerzo de dirección requerido para abrir o cerrar la válvula rotativa; La
válvula aplica presión hidráulica cuando se requiere asistencia.
2.2.5.6. Dirección asistida de cremallera
En la época de los 40 y 50 en Estados Unidos se implementaron los
mecanismos de asistencia de dirección, que junto a la desmultiplicación que
se obtenía, el resultado de esto era una conducción muy arriesgada para el
usuario, ya que el sistema a altas velocidades era muy suave y manejable.
Como se observa en la figura 2.18 el cambio de la dirección con el pasar de
los años.
Figura 2.17 Servodirección de relación variable
Fuente: (Aficionadosalamecanica, 2014)
28
Muchos modelos de direcciones llegaron aplicarse en diferentes tipos de
vehículos, otras simplemente no llegaron a popularizarse del todo, ya que su
mantenimiento era muy complicado o muy costoso, o el sistema era muy
arduo para una dirección, aparte muy pesado para el vehículo, lo que no
genera una buena estética y tampoco aporta aerodinámica para el vehículo.
Los sistemas de desmultiplicación trabajan con el mismo concepto, pero no
todos se manejan de la misma forma, cada quien busca su mejor estrategia
para satisfacer el giro de las llantas. (Grupo Editorial Ceac, 2003).
Figura 2.18. Sistemas Direcciones
Fuente: (Iesvillalbahervastecnología, s.f.)
29
2.2.6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA CAJA DE
SERVODIRECCIÓN ASISTIDA.
2.2.6.1. Ventajas Servodirección
- Diseños de cremallera hueca de bajo peso
- Barras de acoplamiento libres de mantenimiento
- Materiales de bajo peso
- Materiales y procesamientos de baja fricción
- Válvulas de dirección de esfuerzo variable
- Válvulas de carga previa (resorte en C/centrado
medio)
- Válvulas que mejoran el centrado
- (16 superficies entre estrías)
- Amplia selección de capacidades de fuerza de
producción
- Niveles de protección contra la corrosión
- Pocas partes móviles
- Amplia capacidad de control de dirección
- No usa contrapresión hidráulica o restricción de
fluidos
2.2.6.2. Desventajas
- Rotura de Fuelles
- Rodamientos que no giren
30
- Falta de engranaje por falta de dientes en cremallera
o sin fin
2.3. ELECCIÓN DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN
Este proyecto se inclinó por optar por la dirección asistida eléctricamente, ya
que presenta más ventajas que desventajas para el usuario; La elección del
vehículo Hyundai Accent se la hizo en base a costos y esta dirección tiene
una particularidad, cuando recién entro al mercado, presento fallas lo que
llamó mi atención entonces puse énfasis en eso y empecé a elaborar, aparte
cumple con las exigencias del mercado de ahora en cuanto a direcciones
hablando.
Las presentes exigencias ambientales dicen que se debe reducir al mínimo
la contaminación a base de líquidos, por eso el hecho de eliminar todo el
circuito hidráulico que se compone de un depósito, válvula de distribución,
bomba de alta presión, y los ductos de canalizaciones.
Componentes que estarían de más ya que todo el trabajo que conlleva este
conjunto hidráulico sería reemplazado por un motor eléctrico que sería
excitado por un pequeño módulo pero muy efectivo, montado en la misma
columna de dirección que a su vez hace trabajar un mecanismo que consta
de una corona + tornillo sinfín, que ejecutan el movimiento de la cremallera
de tipo mecánico lo cual se explicara más adelante.
Sistema el cual ha sido desarrollado con el paso de los años y mejorado por
las marcas respectivas, cada cual pone su detalle de fábrica al momento de
trabajar pero se basan en el mismo concepto y los mismos componentes con
sus diferencias de capacidad de desarrollo de trabajo, o al momento de
captar señales.
La dirección asistida electrónicamente, reduce el nivel de esfuerzos hacia la
rueda al momento de realizar un giro ya se al estacionar o realizar curvas
muy pronunciadas o giros muy cerrados. El más usado de los sistemas es la
31
asistencia por medio hidráulico la diferencia es al momento de operar ya que
necesita trabajar una bomba hidráulica, para bombear las cantidades de
fluidos que necesita el vehículo para girar, lo que llevara a reducir la
potencia en la transmisión.
Mediante el uso de la energía eléctrica se obtuvo la manera de no robarle
potencia al motor de combustión interna, y de esa manera mejorar la
respuesta de giro del sistema de dirección, a diferencia del hidráulico.
Mientras el conductor gira la rueda por medio del volante, un sensor
determina la resistencia, y el motor se activa para dar la cantidad apropiada
de asistencia.
No hay energía desperdiciada, por lo que se ahorra combustible, y ya se
elimina los componentes hidráulicos como la bomba hidráulica y se
reemplazaría con un programa de computación que controla la potencia.
2.3.1. DIRECCIÓN ASISTIDA EPS
La dirección asistida electrónicamente, es un sistema que trabaja según el
movimiento que efectué el conductor al momento de realizar una maniobra o
simplemente manejar en línea recta, el cual disminuye la fuerza (par de giro)
para operar la dirección, mediante el acoplamiento de un mecanismo de
dirección simple a un circuito de asistencia llamado servo-mando.
El superar el límite de desmultiplicación no es una obligación, dado que se
malgasta desmedidamente la sensibilidad de la dirección, en esos casos se
solicita a la dirección asistida.
32
2.3.2. PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO
2.3.2.1. Asistencia principal
Los parámetros principales para que la dirección asistida funcione son el par
de giro y la velocidad del vehículo (km/h), estas dos señales son esenciales
ya que la unidad electrónica de la dirección asistida tiene en cuenta el par
ejercido sobre el volante y la velocidad del vehículo, estando estas dos
magnitudes físicas respectivamente por el captador de par de giro y el
captador de velocidad. (Pacovilca, 2011).
El motor eléctrico, trabaja al momento de recibir la orden del mando de
potencia del calculador electrónico que produce una corriente eléctrica de
asistencia que corresponde al par calculado.
Los parámetros de funcionamiento para que la dirección asistida sea
estable y segura son que la dirección puede estar muy asistida a baja
velocidad para facilitar las maniobras, y netamente más dura a alta velocidad
para mantener la trayectoria.
2.3.2.2. Retorno activo
Cada vez que un conductor libera el volante saliendo de alguna curva o
algún giro pronunciado, la dirección asistida electrónicamente ejerce un par
de retorno, que hace que las ruedas se alineen al compás de la vía
nuevamente.
El par de retorno ejercido también es denominado retorno activo hacia las
ruedas, y para que este funcione obedece las señales de ángulo de giro y
de la velocidad del vehículo que son determinas por el calculador electrónico
de la unidad de control.
33
2.3.2.3. Compensación de inercia
Un obstáculo para la dirección asistida es la masa que lleva el motor
eléctrico en ella, para indemnizar esa falta de reacción, es necesario girar el
volante más rápido para así poder adelantar la corriente eléctrica al motor,
ese es el llamado compensación de inercia.
Cuando el conductor gira rápidamente el volante (de 0 a 20 grados) para
evitar un obstáculo, la compensación de inercia interviene en función de la
velocidad del vehículo y de la velocidad de rotación del motor eléctrico,
(Pacovilca, 2011).
Tomando en cuenta que el auto es una masa puntual se puede calcular su
inercia, al momento de giro del volante, para simplificar el cálculo se ha
tomado en cuenta la fórmula básica de inercia.
I = ∑ xi2 × mi [2.3]
2.3.3. TIPOS DE DIRECCIÓN ASISTIDA ELECTRÓNICAMENTE
Muchas de las marcas han actualizado sus sistemas de los vehículos de tal
manera que un cálculo de 1 de cada 100 modelos de cada marca ya cuenta
con dirección asistida eléctricamente, marcas como Honda con su modelo
Honda City. Mazda con su modelo Mazda 3, Toyota con su modelo Corolla
XLI, Audi A3, Volkswagen Golf, Hyundai con su modelo Accent, etc.
Honda City: Consta de una dirección asistida eléctricamente “EPS” que
brinda al usuario una respuesta más resuelta, eficaz. El Honda City presenta
un columna de dirección de tipo piñón y cremallera, regulable en altura y
profundidad, computadora abordo multifunción.
34
Mazda 3: Este modelo fue fabricado en Japón con el nombre “AXELA” y
posee una dirección electro-hidráulica o EHPS (Electro-Hydraulic Powered
Steering) es un paso más a la dirección hidráulica.
La diferencia de un hidráulico es que la bomba hidráulica ya no va enlazada
al motor de combustión, sino la bomba hidráulica usa un motor eléctrico para
poder moverse.
Dándose la orden de trabajo de la bomba hidráulica sólo el momento que
necesite la dirección. El motor eléctrico para poder trabajar necesita una
alimentación de corriente, este es abastecido directo de la batería.
Corolla XLI, XEI: En esta versión lleva una dirección de piñón y cremallera
asistida por un sistema asistido electrónicamente EPS, como se indica en la
figura 2.19, la comunicación pasa del volante y se traduce al movimiento que
realizan las ruedas por medio de este sistema. Esto conlleva a ya no
depender del sistema hidráulico, lo cual es una tecnología limpia y se reduce
peso en el vehículo y ya no le resta potencia al motor de combustión,
resultando en una excelente maniobrabilidad, repuestas precisas y
contribución para la economía de combustible.
Figura 2.19. Comunicación Volante – Ruedas (TOYOTA)
Fuente: (TOYOTA, s.f.)
35
Audi A3: La marca Audi no se podía quedar atrás así que implemento su
propio sistema EPS, básicamente lleva los mismos componentes de una
dirección EPS común, con elementos un poco más potentes, la dirección
asistida se muestra en la figura 2.20.
Volkswagen Golf 2004: La marca Volkswagen, suministró un tipo de
dirección asistida a sus vehículos sedán, como se tiene el caso del golf, lleva
una dirección asistida EPS, se comanda por medio del protocolo CAN-BUS
(Controller Area Network, o Red de Control de Área), que se trata de una red
tipo CAN, el método de transmisión síncrona utiliza tramas que permiten
enviar secuencias compactadas de datos. Las tramas están compuestas de
varios bloques, dependiendo del protocolo, en los que no faltan los que
indican la dirección, el mensaje en sí la comprobación y el final; es una
forma de comunicación entre todas las unidades de comando del motor, el
chasis y el sistema eléctrico. (José Manuel Alonso, 2002).
De esta forma todo el funcionamiento se vuelve más eficiente (mayor tasa de
transferencia de datos), además de reducir significativamente la red de
cableado extensa y sistema en paralelo volviendo el mantenimiento más
Figura 2.20. Funcionamiento Dirección Asistida EPS (AUDI)
Fuente: (Scribd, s.f.)
36
simplificado y dando la posibilidad de instalación de varios ítems de
comodidad y conveniencia.
Por medio de esta red las otras ECU (Engine Control Unit) o computadoras a
bordo se comunican y comparten información en formato digital, en palabras
sencillas la red multiplexada CAN-BUS vendría a convertirse en un autobús,
el cual va en una línea que es la conexión física por donde se transportan
las señales, los pasajeros serían las señales de los sensores que comparten
información entre sí, los edificios son las unidades de mando que controlan
los diferentes sistemas que trabajan en el vehículo, todo esos componentes
forman toda una red multiplexada para controlar todos los sistemas del
vehículo.
Hyundai Accent: Modelo que utiliza dirección tipo piñón y cremallera con una
asistencia electrónica EPS, que lleva todo abordo de la columna de
dirección, este vehículo es el detallado más adelante ya que se escogió
como desarrollo de la tesis.
2.4. DIRECCIÓN ASISTIDA ELECTRÓNICAMENTE (HYUNDAI
ACCENT)
2.4.1. DEFINICIÓN
Las direcciones eléctricas o EPS (Electrical Powered Steering), es el más
actual, y el que más se está implementado en vehículos Sedán, como se
observa en la figura 2.21, se tiene el módulo de la dirección EPS de un
modelo de Hyundai; su mecanismo se basa en un motor eléctrico que se
encarga de generar la asistencia en la dirección y un módulo electrónico que
evalúa y promedia la asistencia sin reducir la potencia a la que trabaja el
motor.
37
Se basa en maniobrar el torque del motor eléctrico de acuerdo a las
necesidades del conductor, esto da como resultado un óptimo control de las
características de la dirección y en reducir en gran cantidad el consumo de
combustible.
Una de las características y que en estos tiempos es de gran importancia es
el medio ambiente, que Hyundai no despreocupo esa parte ya que se basa
en una tecnología limpia debido a que no utiliza aceite en la dirección,
reduce el peso en el vehículo, y esto a su vez da una mejora de las
condiciones para el servicio técnico por el supuesto que “remueve líneas de
aceite y a parte no perjudica el desarrollo normal del motor, dado es el
hecho que no necesita bandas de transmisión para mover una bomba.
Un sistema de dirección asistida con control electrónico “EPS” permite una
conducción más precisa con menos esfuerzo, dispone de dos lógicas de
funcionamiento y utiliza la potencia generada por un motor eléctrico, en vez
de la proporcionada por una bomba hidráulica accionada directamente por el
motor.
La dirección asistida electrónicamente es un sistema transformador, como lo
fueron en su momento, el alternador, el encendido electrónico y la tracción
delantera.
Figura 2.21. EPSCM (Módulo de la dirección asistida
electrónicamente)
Fuente: (HyundaiMotor, s.f.)
38
2.4.2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UNA DIRECCIÓN ASISTIDA
ELECTRÓNICAMENTE
2.4.2.1. Ventajas
Al momento de adquirir una dirección electrónica, ya te liberas de cierto
peso extra que se da en todo el sistema hidráulico de la dirección, además
de excluir todos los componentes hidráulicos, y como la palabra lo indica
este sistema trabaja con líquido hidráulico, lo que eso se suprime para la
dirección asistida obteniendo una tecnología mucho más limpia porque ya no
necesita de líquido para generar energía y trabajar.
Aparte para mover la bomba hidráulica se necesita un sistema de poleas y
cadena o banda que reciben el movimiento directamente del cigüeñal, eso
ya no va hacer un problema, además de que reduces ruido en el vehículo,
no le robas potencia al motor, ya que la dirección asistida tiene su propio
motor eléctrico que recibe toda la energía para poder moverse, lo que lleva
eso a reducir los niveles de combustible aproximadamente 0,2 L cada 100
km.
Se logra una reducción de energía ya que los sistemas hidráulicos para que
funcione requieren un caudal volumétrico permanente, en este caso se
obviaría eso ya que la dirección asistida solamente consume energía y solo
cuando realmente se mueve la dirección.
2.4.2.2. Desventajas
Como desventaja en si el sistema depende de varios aspectos como el peso
del vehículo y del tamaño de las ruedas ya que entre mayor sea el peso de
estos es mayor el esfuerzo que tiene que desarrollar el sistema de dirección,
el motor deberá ser mucho más grande para poder solventar todo la energía
que necesita para lograr mover las ruedas correspondientes.
39
Un valor más elevado de lo normal en caso de alguna avería en el sistema,
eso se podría enunciar como desventaja pero cabe recalcar que es una de
las direcciones más usadas en los últimos años sobre todo por su
compromiso con el medio ambiente.
2.4.3. COMPOSICIÓN DE SISTEMA DE DIRECCIÓN ASISTIDA EPS
El sistema EPS está compuesto por 2 piñones, al primer piñón al cuál se
aplica una fuerza adecuada para el mando de la dirección se le conoce
como el piñón de dirección. El segundo piñón es conocido como el piñón de
accionamiento.
El piñón de dirección transmite los pares o fuerzas de dirección aplicados
por el movimiento del volante y el piñón de accionamiento transmite, a través
de un engranaje de sin fin, el par de servo asistencia del motor eléctrico para
controlar la dirección más fácil. (Sistema de Dirección en el Automóvil,
2012).
Los dos principales elementos que son el motor eléctrico y la unidad de
control junto con sus respectivos sensores de captación e información que
van relacionados al piñón de accionamiento. Con esta distribución se llega a
una relación entre una parte mecánica y una parte eléctrica que lo constituye
el volante y la cremallera.
En caso de que se presente algún tipo de avería, la marca Hyundai decidió
conservar la cremallera mecánica para evitar algún tipo de incidente el cual
se va a tornar un poco más dura la dirección pero sigue siendo maniobrable.
2.4.4. ESTRUCTURA DEL SISTEMA DIRECCIÓN ASISTIDA EPS
El sistema EPS como ya se habló en el apartado 2.3.1, consta de un motor
eléctrico, que es operado por una unidad de control electrónica y una
40
variedad de sensores de captación e información para componer la
asistencia eléctrica hacia la dirección.
En la figura 2.22 se observa la dirección que usa el Hyundai Accent para su
asistencia en la dirección la cual su masa total de la columna de dirección es
de 16,73 lb, equivalente a 74,46 N.
Este sistema reúne dos partes muy importantes en el vehículo como es lo
mecánico y lo eléctrico, y los hace trabajar en conjunto como un solo
elemento, la parte mecánica la compone el volante de la dirección y la
eléctrica es el sistema de asistencia a la cremallera de la dirección.
2.4.4.1. Descripción de elementos
El sensor ángulo dirección se encuentra ubicado en la parte posterior detrás
del anillo retractor con el anillo colector para el sistema airbag, (Taringa,
2013) y genera la señal correspondiente para determinar al ángulo de
dirección que aplica el volante.
El sensor par dirección no es más que el par aplicado al mando de la
dirección se puede determinar por medio del sensor de par de dirección,
este sensor trabaja según el principio magneto resistivo, y lo transmite a la
unidad de control en forma de señal.
Figura 2.22. Dirección Hyundai Accent
41
El motor eléctrico es un motor del tipo asíncrono con escobillas, que al ser
excitado por el módulo dirección comandara la asistencia a la dirección por
medio de un piñón y un tornillo sinfín.
El estator fijo exterior contiene bobinas de cobre que se suministran con una
corriente alterna para producir un campo magnético giratorio.
El rotor magnetizado está sujeto al eje de salida y crea una fuerza de torsión
debido al campo giratorio del estator.
La unidad de control para la dirección EPS, es la que se encuentra ubicada
cerca del motor eléctrico lo que lleva a reducir cableado hacia los
componentes de la servodirección y exponerse lo menos posible a la
intemperie.
Testigo luminoso de averías: El testigo de averías tiene que ir ubicado lo
más visible posible al conductor por lo cual se encuentra en el panel de
instrumentos. Se utiliza para avisar cualquier tipo de avería que suceda con
él sistema asistido.
Como se observa en la figura 2.23 el despiece de toda la dirección asistida
electrónicamente junto con sus respectivos componentes que comprende la
columna de dirección y los necesarios para transmitir el movimiento hacia las
ruedas.
42
2.4.5. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA
El sistema empieza cuando el conductor realiza el primer movimiento por
medio del volante transmitido a través de la columna hacia los mandos
principales, en ese momento la dirección asistida responde
satisfactoriamente.
El movimiento del volante se traduce a un par de giro que tuerce una barra
de torsión en la caja de dirección.
El sensor de par de dirección capta la magnitud de la torsión e informa
sobre el par de dirección detectado a la unidad de control de dirección
asistida. (Sabonis, 2010).
El sensor de ángulo de dirección se encarga de informar sobre el ángulo
momentáneo que formo al girar el volante y al mismo tiempo el encargado
de informar la velocidad actual que actúa el volante es el sensor de régimen
del motor eléctrico, según el par aplicado a la dirección, la velocidad de
Figura 2.23. Despiece Dirección EPS
Fuente: (Aficionadosalamecanica, 2014)
43
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de
dirección, la velocidad de mando de la dirección y las curvas características
implementadas en la unidad de control, (Automotrizeispdm, 2012), la misma
se encarga de recibir todas estas señales para calcular el par necesitado y
hacer trabajar su actuador en este caso es el motor eléctrico que lo hace a
través de un engranaje de sin fin y el piñón de accionamiento que a su vez
ejerce un movimiento hacia la cremallera y transmite así la fuerza de
asistencia para la dirección.
La suma compuesta por el par de giro aplicado al volante y el par de servo
asistencia constituye el par eficaz en la caja de dirección para el movimiento
de la cremallera. (Bautista, 2009).
2.4.5.1. Funcionamiento dirección aparcar
El conductor realiza un giro intenso aplicado al volante para poder aparcar.
La barra de torsión recibe esa torsión, el primero que va a captar esa señal
es el sensor del par de dirección y este se encarga de informar a la unidad
de control que el volante está realizando un giro significante.
El sensor de ángulo de dirección avisa que hay un ángulo de dirección
pronunciado y el sensor de régimen del rotor informa sobre la velocidad del
mando actual de la dirección. (Bautista, 2009).
Antes de realizar la asistencia eléctrica, el módulo analiza todas las señales
recibidas del par dirección, la velocidad de marcha vehículo, el régimen del
motor de combustión interna para v = 0 km/h, en base a eso determina la
necesidad del giro y excita al motor eléctrico para su correspondiente
trabajo, como se muestra en la figura 2.24 la suma del par de giro con el par
de servo asistencia da un resultado de un par eficaz.
44
Para realizar la maniobra del parqueo el piñón accionamiento actúa sobre la
cremallera.
Al momento de aparcar, se produce el giro de la dirección pero sin recibir
velocidad por parte del motor, lo que presenta la siguiente formula:
∑ Fx = m × a = 0 [2.4]
2.4.5.2. Funcionamiento dirección ciudad
Cada vez que el conductor realice algún giro en el volante va hacer notado
por la barra de torsión ya que es la que recibe todo el giro y el primero en
captar la señal es el sensor de par.
La intensidad del giro varía según la necesidad del conductor, en este caso
de mediana intensidad, y el sensor de par es el encargado de comunicar a la
unidad de control.
Figura 2.24. Ciclo Servo asistencia
Fuente: (Aficionadosalamecanica, 2014)
45
La unidad de control realiza su cálculo previo a la asistencia y resulta que
hay un par de dirección de mediana magnitud, la velocidad de marcha del
vehículo de 50 km/h, el régimen del motor de combustión, un ángulo de
dirección de mediana magnitud y la velocidad con que se mueve el volante,
así como en función de las curvas características implementadas en la
unidad de control para v = 50 km/h; al momento de manejar a una velocidad
constante la unidad lo lee como:
0 < 𝑉 < 50 , lo que se obtiene una:
∑ F = m × a [2.5]
El resultado de la unidad de control es realizar la asistencia por medio del
motor eléctrico correspondientemente a una necesidad de giro de mediana
magnitud, como se muestra en la figura 2.25.
La suma compuesta por el par de giro aplicado al volante y el par de servo
asistencia de mediana magnitud viene a ser el par eficaz. (Bora, Direccion
Electro-mecanica, 2010).
46
2.4.5.3. Funcionamiento dirección autopista
Cuando el vehículo ya se encuentra en movimiento, y realiza alguna
maniobra de cambio de carril, el conductor somete al volante a un giro en
pequeña magnitud.
La barra de torsión se tuerce y el sensor de par de dirección es avisado de
ese par aplicado y envía una señal a la unidad de control de que se está
realizando un pequeño movimiento en el volante.
El sensor de régimen del rotor comunica acerca de la velocidad con la que
se está efectuando el giro que se produce en el volante.
La unidad de control calcula que el vehículo realizo un giro de baja magnitud,
según la información que recibe en ese instante que es de la velocidad de
marcha del vehículo en 100 km/h.
Lo que la unidad de control lo toma como:
Figura 2.25. Servo asistencia Media Intensidad
Fuente: (Aficionadosalamecanica, 2014)
47
𝑉 < 120, lo que se obtiene una:
∑ F = m × a [2.6]
El régimen del motor de combustión, un pequeño ángulo de dirección y la
velocidad con que se acciona él, la misma se encarga de excitar al motor
eléctrico con el par requerido en caso de necesitarlo, como se observa en la
figura 2.26, al mover la dirección circulando en autopista se realiza de esta
forma la servo asistencia de baja magnitud o bien no se aporta ninguna
servo asistencia a través del segundo piñón que actúa paralelamente sobre
la cremallera.(Bautista & González, 2009).
Figura 2.26. Servo asistencia Baja Magnitud
Fuente: (Aficionadosalamecanica, 2014)
48
2.4.5.4. Funcionamiento dirección retrogiro activo
Entre menos presión ejerzas sobre el volante la barra de torsión tiende a
relajarse ya que no siente presión alguna de trabajo.
La unidad de control siempre va a tener en cuenta los sensores que le
ayudan a determinar si se produce algún giro en el volante, en el caso de un
descenso del par de dirección, teniendo en cuenta las otras señales, el
sistema calcula una velocidad teórica para el retrogiro y siempre va a realizar
un cálculo previo en este caso con la velocidad de mando de la dirección. De
ahí determina el par de retrogiro, como se trata de un retroceso (se tiene el
sentido negativo), y se obtiene la siguiente formula:
∑ F = −m × a [2.7]
Como se observa en la figura 2.27; La geometría del eje hace que se
produzcan fuerzas de retrogiro en las ruedas viradas.
Las fricciones en el sistema de la dirección y del eje suelen hacer que las
fuerzas de retrogiro sean demasiado bajas como para poder devolver las
ruedas a su posición de marcha recta. (Scribd, s.f.)
El motor eléctrico según las indicaciones es excitado por la unidad de control
y las ruedas vuelven a la posición de marcha recta.
49
2.5. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN
ASISTIDA EPS
El sistema EPS se trata de un sistema que combina la mecánica junto con la
electricidad, en este proceso intervienen mecanismos que trabajan entre sí
para llegar a un solo fin que es la respuesta de las ruedas a ese proceso
trabajado, intervienen muchos factores al momento de realizar un giro; La
unidad de control es el principal elemento que va hacer esto posible ya que
el mismo es el que recibe las señales de los sensores, analiza y saca un
cálculo, entonces según el giro que haya aplicado el conductor, se producirá
la excitación del motor eléctrico segundo factor importante y el a su vez dará
una corriente capaz de mover un piñón y a su vez los demás componentes
que intervienen para que la respuesta llegue a las ruedas.
Figura 2.27. Servo asistencia Descenso
Fuente: (Aficionadosalamecanica, 2014)
50
2.5.1. SENSOR DE ÁNGULO DE DIRECCIÓN
El sensor de ángulo de dirección va ubicado en la columna de dirección.
Es el encargado de generar una señal que va a permitir saber exactamente
el ángulo de dirección, a su vez esta señal va hacer transmitida hasta a la
unidad de control ECU EPS a través de la red móvil de datos.
Este sensor consta de los siguientes elementos:
- Un disco de codificación con dos anillos.
- Diodos emisores con una fuente de luz y un sensor óptico cada una.
- El disco de codificación consta de dos anillos tipo encoders, el anillo
exterior de valores absolutos y el anillo interior de valores
incrementales, como se indica en la figura 2.28.
- El anillo incremental se divide en 5 partes de 72º y esta enlazado a un
emisor de luz y receptor óptico, cada vez que se produce un giro o
movimiento las emisiones de luz son cortadas de acuerdo a la
codificación de los segmentos, variando la cantidad de voltaje.
- El anillo de absolutos viene a determinar el ángulo está conformado
por 6 parejas de diodos emisores y receptores.
El sensor de ángulo de dirección es capaz de determinar hasta 1044º
de ángulo aproximadamente que esto se traduce a tres vueltas
realizadas al volante. La unidad de control es informada que el
volante ha dado una vuelta al sobrepasar los 360º.
Es muy importante recordar que ciertas marcas obvian el uso de este
sensor, ya que depende del fabricante el uso o desuso de sus
componentes.
51
2.5.2. SENSOR TORQUE O PAR DE DIRECCIÓN
Sensor tipo potenciómetro, conlleva una resistencia variable.
El giro formado por el volante se convierte en diferencial de voltaje. Los
elementos que conlleva este sensor son dos rotores que van unidos por una
barra de torsión, un rotor de posición y un rotor de torque, así como lleva dos
rotores entrega así mismo dos señales una señal principal y otra que conoce
como secundaria o auxiliar, ambas señales son iguales y opuestas y
muestran el par de giro aplicado en el volante. (Scribd S. D., s.f.)
En el instante en el que el volante esta inmóvil o posición neutral, eso indica
que no existe torque aplicado y genera un voltaje de 2,5 V equivalente al
50% de la señal.
Esta señal es indispensable para que funcione la asistencia electrónica, y así
mismo es el encargado de la seguridad del sistema se lo toma como
seguridad activa, es decir si este sensor llega a fallar por “n” motivo, la
unidad electrónica recibe esa señal y se pone en estrategia y apaga el motor
Figura 2.28. Sensor Ángulo Dirección
Fuente: (Aficionadosalamecanica, 2014)
52
eléctrico inmediatamente y la dirección queda en funcionamiento como una
dirección mecánica por medio de la cremallera, para así resguardar la
integridad de sus ocupantes, a continuación se observa en la figura 2.29, el
despiece del sensor par.
El par de dirección o magnitud de giro del volante se puede medir gracias a
la ayuda del sensor. El sensor trabaja según el principio magneto resistivo,
es decir cuando una corriente eléctrica pase por algún campo magnético se
va a producir una reducción de la corriente así mismo de la tensión y va a
existir un aumento de su resistencia eléctrica, por lo tanto se da la siguiente
fórmula:
R =V
I [2.8]
El sensor es el encargado de conectar la columna y la caja de dirección por
medio de una barra de torsión, como se indica en la figura 2.30, al ser
movido el volante se intercalan ambas piezas de conexión entre sí en
función del par que interviene. (Eduardo Martinez, 2011).
Figura 2.29. Rotores Sensor Torque
Fuente: (Technical Service Training Center)
53
En virtud de que con ello también se intercala la rueda polar magnética con
respecto al sensor, resulta posible medir el par aplicado a la dirección de esa
forma y se lo puede transmitir a la unidad de control en forma de señal.
Especificaciones Técnicas del sensor:
- Temperatura de operación: -40° a 85 °C
- Voltaje de alimentación: 5 V
- Rango de resistencia: 540 kΩ
- Histéresis: 1% vcc
- Marca: Delphi-BI technology
Figura 2.30. Sensor Par Dirección
Fuente: (Aficionadosalamecanica, 2014)
54
2.5.2.1. Calibración del sensor par
Para empezar se encenderá el indicador de falla del EPS en el tablero el
cual indicará que algún problema existe con el sistema, para proceder a
realizar la siguiente programación del sensor se necesita de un scanner o
tester automotriz; el volante se comunica siempre con el sensor de tal forma
que al momento de hacer lo pasos para la calibración el volante debe estar
en posición neutra, los otros pasos son los ítems del vehículo que se
escogen en el scanner.
La calibración ayuda a dejar el sensor en 0°, lo cual permite que el motor
eléctrico junto con el módulo electrónico trabaje de manera sincronizada
interpretando exactamente el giro que realiza el conductor, y el indicador del
EPS se desactivara.
2.5.3. SEÑAL DE VELOCIDAD DEL VEHÍCULO
Esta señal es muy importante para el funcionamiento de la dirección asistida
electrónicamente, el parámetro de la velocidad del vehículo es necesitado
por el calculador ECU del EPS para aplicar el nivel de asistencia requerido
por el conductor, esta señal trabajara en conjunto con el módulo todo el
tiempo que permanezca prendido y en movimiento el vehículo.
El sensor de velocidad va a la salida de la caja de cambios, puede ir en la
corona, en el tablero o en las ruedas, puede presentar tres casos: sensor,
cadena y sensor, solo cadena del velocímetro, como se indica en la figura
2.31.
55
Este sensor tiene dos tipos de señal puede ser cuadrática que aplica el
principio de efecto hall, o de tipo inductivo que tiene una señal alterna. En
este caso trabaja con una señal digital por medio de impulsos que produce el
efecto hall.
La unidad de control capta la velocidad del vehículo basada en la señal del
impulso digital y controla la corriente de la válvula solenoide que controla la
fuerza de conducción del volante. (2bmm, 2012).
La señal de velocidad del vehículo sirve básicamente para que la unidad de
control ordene la cantidad de corriente que deberá generar para controlar la
dirección. A medida que la velocidad del vehículo aumente la corriente del
motor disminuye, eso da como resultado un menor esfuerzo para maniobrar
el vehículo.
Para calcular la velocidad lineal del vehículo se dispone en las ruedas
generalmente no motrices un sensor inductivo que envía una señal
permanente de pulsos por lo medio de la cual se puede calcular la velocidad
instantánea en todo momento del automotor. (Dirección, s.f.).
Especificaciones Técnicas del sensor:
- Tipo Señal: Hall e inductivo
- Frecuencia: 70,7 hz at 100 km/h
- Voltaje de alimentación: 0 a 5 V
Figura 2.31. Ubicación Sensor velocidad (VSS)
Fuente: (Hyundai-Motor-Service)
56
- Periodo operación: 200 ms
- Resolución: 1 km/h
2.5.4. SENSOR DE RÉGIMEN DEL MOTOR
El sensor de régimen del motor es el encargado de determinar la cantidad de
vueltas que da el cigüeñal por minuto.
Esta señal entra hacer calculada por la unidad de control del motor (ECU
PRINCIPAL), de ahí pasa al módulo de la dirección este sensor puede
trabajar mediante la señal del sensor inductivo de revoluciones del cigüeñal
o sensor CKP (Crankshaft Position), por las revoluciones del alternador, o la
inductancia de los cables de bujía.
Al momento que el vehículo enciende, empieza a trabajar el sistema EPS,
por medio de la señal del sensor de velocidad del motor, ya que este va
indicar que el motor del vehículo empezó a girar, la señal es transferida por
la PCM (Power Control Module o módulo de control electrónico) al sistema
de asistencia, eso da entender la intención del conductor al recibir la señal
de rpm del motor.
Cuando el motor se encuentra en ralentí o las rpm del motor disminuye
debido a una carga de generador excesivamente alta, el motor se detiene o
la batería se descarga. Para evitar esta situación, cuando el motor eléctrico
consume más de 25 A con el motor en ralentí, el módulo de control de la
dirección conecta a masa 12 V, que se transmiten desde la ECU principal y
el módulo de control emite la señal de ralentí al motor. Si el motor consume
menos de 20 A, o la velocidad del vehículo es superior a 5 km/h, el EPSCM
(Electric Powered Steering Control Module), desactiva la señal de ralentí.
(José Luis Pérez Contreras, 2012).
57
Esta señal no es un factor principal al momento de hablar de la seguridad
activa del vehículo, en otras palabras el motor eléctrico que se encarga de la
asistencia no se procederá apagar si bien el sensor de velocidad presente
alguna falla, pero la corriente que transmite el motor eléctrico empezara a
decrecer cuando el esfuerzo en la dirección se incremente, como se observa
en la figura 2.32, la posición del sensor velocidad motor.
Especificaciones Técnicas del sensor:
- Tipo Señal: Hall e inductivo
- Frecuencia: 2 pulsos / 1 rotación del motor
- Voltaje de alimentación: 0 a 5 V
- Periodo operación: 200 ms
- Resolución: 20 rev/min
2.5.5. UNIDAD DE CONTROL PARA LA DIRECCIÓN EPS
Este pequeño pero muy eficaz elemento va ubicado directamente al motor
eléctrico, con lo cual se reduce cableado hacia los componentes de la
dirección para así tratar de evitar lo menos posible que exista cableado que
Figura 2.32. Ubicación Sensor velocidad del motor
Fuente: (Hyundai-Motor-Service)
58
este expuesto a la intemperie, trabaja por medio de la captación de señales
provenientes de:
- La señal del sensor de ángulo de dirección
- La señal del sensor de régimen del motor
- El par de dirección y el régimen del rotor
- La señal de velocidad de marcha del vehículo
- La señal de que se identificó la llave de contacto en la unidad de
control
- La unidad de control calcula las necesidades momentáneas de servo
asistencia para la dirección.
A partir de eso se calcula la intensidad de corriente que se necesita para
excitar el motor eléctrico.
La unidad de control tiene integrado un sensor térmico, como se indica en la
figura 2.33, para detectar la temperatura la cual cuando llega menor que
−20 °C y asciende por encima de los 100 °C, se reduce de forma continua la
servoasistencia para la dirección.
Si la servoasistencia a la dirección cae por debajo de un valor de 60%, el
testigo luminoso para dirección asistida se enciende en amarillo y se inscribe
una avería en la memoria. (Cise).
El tipo de memoria que se encuentra en el módulo electrónico, se la conoce
como: EEPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), son de tipo
semiconductoras, en sí son memorias de sólo lectura, no pierden la
información aunque se corte la alimentación, permiten su reprogramación
eléctrica.
Las Flash EEPROM son más rápidas por permitir borrado y escritura por
bloques aunque tienen el inconveniente del desgaste (10.000 – 90.000
borrados). (EPROM, 2003).
59
2.5.6. TESTIGO LUMINOSO DE AVERÍAS
La luz de advertencia se encuentra ubicada en el panel de instrumentos
como se observa en la figura 2.34, es la encargada de informar al conductor
en caso de que esté ocurriendo algún daño en la dirección.
El testigo luminoso va a tomar dos colores distintos para diferenciar el daño
que esté ocurriendo en ese momento en la dirección asistida. Si se enciende
en amarillo, significa un aviso de menor importancia.
Si el testigo luminoso se enciende en rojo combinado con una señal de
aviso acústico, es para alertar al conductor que hay que dirigirse
Figura 2.33. Módulo / Unidad de control
Figura 2.34. Luz testigo de averías del tablero
60
inmediatamente a un servicio autorizado Al momento de poner en contacto
la llave, la luz en el tablero se enciende en rojo, no es cosa de alarmarse ya
que el sistema de la dirección asistida lleva a cabo un ciclo de autochequeo;
A partir de que la señal procedente de la unidad de control llegue quiere
decir que el sistema está funcionando sin ningún problema, y se procede
apagar la luz testigo en el tablero, cabe recalcar que este proceso se lo lleva
en dos segundos.
2.5.7. MOTOR ELÉCTRICO
Motor tipo asíncrono, este motor se diferencia del motor síncrono, los
síncronos usan un motor externo que les da el par de arranque y los coloca
en sincronismo con la red.
Los asíncronos son independientes de la frecuencia de la red en si se
pueden usar para reemplazar a motores de corriente continua por medio de
los variadores de frecuencia, es decir en el motor asíncrono no existe
corriente conducida a uno de sus devanados (normalmente al rotor). (Jesús
Fraile Mora, 2003).
Los motores asíncronos son muy utilizados debido a la geometría de
construcción como se observa en la figura 2.35 son simples, llevan
escobillas y de un peso ligero, bajo costo y el mantenimiento más
simplificado que cualquier otro tipo de motor eléctrico.
61
Especificaciones Técnicas del motor:
- Corriente Max: 65 A
- Diámetro: 76 mm
- Longitud: 125 mm
- Peso: 2.6 kg
- Velocidad Max: 2000 rev/min
- Torque: 3.4 N.m
- Velocidad: 1.180 r/min
- Alimentación: 420 W
Figura 2.35. Motor Eléctrico
62
2.6. FALLOS EN EL SISTEMA DE DIRECCIÓN ASISTIDA EPS
2.6.1. SÍNTOMAS DE LOS PROBLEMAS SURGIDOS EN LA
DIRECCIÓN ASISTIDA EPS
Los problemas que han aquejado a la mayoría de los clientes es que dado
cierto kilometraje del vehículo se presentaron diferentes fallas provenientes
con la dirección, dadas las versiones escuchadas por los conductores, el
volante en condiciones normales se empieza a endurar a tal punto que la
dirección asistida no responde quedando netamente mecánica; La acción
que deciden hacer es maniobrar hasta aparcar luego apagar y encender el
vehículo nuevamente, de esa forma la dirección se suaviza.
En otros casos la falla es diferente al momento que realizas un giro
pronunciado la dirección emite un traqueteo o ruido hasta que dejes de girar.
Otra de las quejas es que la dirección empieza a responder a un solo lado y
para el otro es dura y no permite al otro sentido moverse.
Para todos esos casos la marca HYUNDAI, puso un plan de contingencia y
retiró miles de vehículos de las calles para poder corregir ese problema, esa
reparación iba por parte de la marca como garantía por ser una falla en serie
de fábrica.
2.6.1.1. Endurecimiento del volante y advertencia testigo EPS
Este inconveniente es una de los más mencionados por los conductores de
la marca, el cual viene a generar una inquietud para el fabricante.
Cuando la unidad de control de la dirección asistida es informada del código
de falla o DTC (Diagnostic Trouble Code) que se generó en el sistema, el
relé de seguridad desconecta el sistema y el motor eléctrico de la dirección
63
deja de asistir, eso es transmitido al conductor mediante el testigo de averías
del tablero y además que la dirección se vuelve netamente mecánica.
Este sistema de seguridad, cuando existe falla en el sistema dirección
asistida y se mantiene como mecánica la dirección es implementada según
la marca, por resguardar siempre la seguridad de sus ocupantes y nunca
quede el vehículo inmaniobrable.
2.6.1.2. Ruido o traqueteo al girar el volante
Otro inconveniente presentado en el vehículo comunicado por la unidad de
control que ha detectado el código de avería o dtc, es una señal acústica o
traqueteo al momento de realizar un giro en el volante, este sonido se
mantiene mientras tengas la dirección girando.
La razón es simple ya que el motor eléctrico interpreto el giro para un
sentido, pero el conductor está generando el giro hacia otro sentido, esto
hace que exista una especie de roce entre el piñón de asistencia y tornillo
sinfín de la columna. (Sistema de Dirección en el Automóvil, 2012).
2.6.1.3. Asistencia únicamente a un lado del giro
Este inconveniente suele ocurrir cuando la asistencia eléctrica por parte del
motor eléctrico solo se va a dar a un sentido de giro y no a ambos, esta falla
se presentaba por las irregularidades del suelo.
Entonces los contactos del sensor de par sufrían esos golpes y el módulo
electrónico tomaba medidas erróneas o señales fuera de rango entre el
sensor principal y el auxiliar, lo que daba de resultado que la dirección se
ponga dura o rígida.
64
2.6.2. PLAN ESTRATÉGICO DE LA COMPUTADORA PRINCIPAL
JUNTO CON EL MÓDULO ELECTRÓNICO
La unidad de control (ECU EPS) del sistema de dirección asistida,
generalmente cuando existe algún tipo de falla con este sistema la
computadora de la dirección indica la falla y la computadora principal recibe
esa señal de tal forma que se pone en plan estratégico, con esto se quiere
decir que el sistema para procurar alguna avería en el sistema y sobre todo
con los ocupantes del vehículo, capta señales las cuales no van con su
rango de trabajo y suspende la dirección asistida hasta que se regule el
problema.
2.6.2.1. Daño en el sensor de ángulo de dirección
En el caso de que el sensor de ángulo de dirección falle, se pone en vigor
un plan estratégico por parte de la unidad de control, que es reemplazar la
señal por un valor supletorio. La asistencia no se va a suspender, pero la
avería se comunica indicando el testigo de averías del panel de
instrumentos.
2.6.2.2. Daño en el sensor de par de dirección
Este caso es un poco más complicado ya que esta señal es indispensable
para el correcto funcionamiento de la dirección asistida, en este caso y por
recomendaciones del fabricante se recurre a cambiar la caja de la dirección.
Cuando se presenta esta falla se realiza la desactivación la asistencia, sin
embargo para que este proceso sea de una forma suave y no brusca, la
unidad de control pone en práctica su plan estratégico que en este caso
65
calcular una señal supletoria para el par de dirección, tomando como base
los ángulos de dirección y del rotor del motor eléctrico. (Sabonis, 2010).
La falla se indica en el panel de instrumentos mediante la luz de testigo.
2.6.2.3. Daño al motor eléctrico
Como ya se sabe el motor asíncrono genera corriente y no tiene corriente
aplicada, lo que permite en caso de avería a moverlo a través de la caja de
dirección.
Cuando exista alguna falla por algún motivo en el motor eléctrico se va a
suspender la asistencia ya que es el elemento encargado de ello, aun así es
posible mover la dirección solo aplicando un poco más de fuerza al volante,
ya que se vuelve netamente mecánica, inclusive cuando se produzca algún
cortocircuito en el motor, este no se bloquea.
El indicador del panel de instrumentos va indicar la falla presente en el motor
eléctrico mediante una luz roja que se enciende.
2.6.2.4. Fallo en la unidad de control del EPS
En este caso no se puede tomar alguna estrategia para la unidad de control,
pero si llega a dañarse la (ECU EPS), se la puede sustituir.
La familia de características correspondiente en la memoria no volátil para
programas de la unidad de control tiene que ser activada por medio del
sistema de diagnosis. (Sistema de Dirección en el Automóvil, 2012).
66
2.6.3. CODIGO DE FALLA DTC, DIAGNÓSTICO PRESENTADO
Los códigos de falla del conector OBD II (On Board Diagnostic) son del tipo
alfanumérico, quiere decir que es un código binario que va a contener letras
y números en forma digital, y cada uno de ellos representa una ruta diferente
de diagnóstico de avería.
El primero código siempre va hacer una letra, la cual va a dar la pauta para
encontrar la falla, ya que la letra resume la parte donde se originó el dtc.
P = POWERTRAIN La letra P, corresponde los códigos que se encuentran
ubicados en el motor o la transmisión automática.
B = BODY La letra B, corresponde los códigos ubicados en los sistemas
que conforman la parte de carrocería y confort, también algunos sistemas
relacionados con el inmovilizador.
C = CHASIS La letra C, corresponden los códigos que contienen los
sistemas relacionados con el chasis como son: Sistemas ABS – AIRBAG,
sistemas de diferencial que no se involucren directamente con la
transmisión automática, por lo que ya anexaría los códigos powertrain.
U = NETWORK La letra U, corresponde a los códigos que intervienen con
una red multiplexada de un módulo a otro, o la red can-bus; Si ese es el
caso se puede generar un código que provenga de cualquier módulo que
este en esa línea de datos.
Lo segundo es un valor numérico; cabe recalcar que existen códigos
genéricos, así como códigos que pertenecen solo al OBD II o códigos
universales pero es algo particular que el fabricante ha dispuesto para ese
problema.
SI es 0 será un código completamente universal denominado SAE.
SI es 1, 2 o 3 será un código del fabricante aunque sigue siendo OBD II o
CAN.
67
El Tercer digito indica en el caso del motor, el subsistema sobre el cual está
montada la falla es así como se obtendrá una ubicación precisa del
problema analizando este digito.
Si es 1 un problema ocasionado por un problema con un sensor que afecte
la relación AIRE /COMBUSTIBLE o cualquier problema que afecte el buen
funcionamiento de esta.
Si es 2 está relacionado con algún problema relacionados el sistema de
alimentación (Bomba de combustible, Inyectores, Relé de Bomba sensores
de Presión del Riel).
Si es 3 está relacionado con algún problema en el sistema de encendido
este puede estar compuesta por elementos como (Bobinas, CKP, CMP,
Sensores de Detonación Y códigos de fuego perdido (Misfire).
Si es 4 está relacionado con el desempeño de un sistema anticontaminación
como son: EGR (Exhaust Gast Recirculation), EVAP (Evaporation Control
System Gast), Catalizador, Aire secundario, Oxigeno calentado.
Si es 5 está relacionado con un problema de la marcha mínima esto
comprende Válvulas IAC (Idle Air Control Valve) – ISC (Idle Speed Control)
o todo sistema motorizado que controle la marcha mínima).
Si es 6 está relacionado con un problema del PCM, esto puede ser referente
a sus circuitos de procesamiento como memoria y procesador o a referente
a masas y positivos fuera de especificaciones.
Si es 7 u 8 está relacionado con Transmisión Automática o sistemas
controladores de tracción en las 4 ruedas.
Los códigos de falla que se pueden presentar en el sistema EPS son los que
se muestran en la tabla 2.1. (On-Board Diagnostic Systems, s.f.)
68
Tabla 2.1. Diagnósticos DTC
DTC DIAGNÓSTICO
B1317 Tensión alta de batería
B1318 Tensión baja de batería
C1099 Anomalía del motor de la servodirección electrónica
C1278 Señal defectuosa en el sensor de Dirección
C1778 Mala alimentación del módulo de la Dirección
C1955 Circuito abierto en el sensor del ángulo y la velocidad de giro del volante
C1956 Anomalía en el circuito del sensor del ángulo y la velocidad del giro del volante
U2011 El módulo ha transmitido datos no válidos
C1290 Fallo señal principal del sensor de par
C1291 Fallo señal auxiliar del sensor de par
C1292 Fallo diferencia de señal de sensor de par entre principal y auxiliar
C1112 Fallo voltaje de suministro de sensor de par
C1212 Fallo de señal del sensor velocidad del vehículo
C1272 Fallo de señal del sensor velocidad del motor
C2412 Fallo del voltaje de terminal del motor
C2413 Fallo de corriente de motor (modo exceso de corriente)
C2414 Fallo de corriente de motor
C2415 Fallo de corriente de motor
C1101 Fallo voltaje de batería
C1704 Relé seguridad ante fallo atascado
C1604
Fallo voltaje de salida de suministro
Fallo de control I/F de voltaje de terminal del motor
Fallo de ASIC (memoria)
Fallo voltaje I/F del sensor de par
Fallo del termistor
Fuente: (Hyundai Service: EPSCM, s.f.)
69
2.7. DESCRIPCIÓN DEL DTC DE LA DIRECCIÓN EPS
C1212: Velocidad del vehículo = 0km/h, régimen del motor >4,000 rpm por 5
minutos.
C1272: Velocidad del vehículo > 50km/h, régimen del motor < 330 rpm por
20 segundos.
C1290: Voltaje Señal Principal > 4,6 V o < 0,4 V
C1291: Voltaje Señal Auxiliar > 4,6 V o < 0,4 V
C1292: Valor absoluto Entre S. Principal y S. Auxiliar de Par dirección >
0,527 V.
C1112: Voltaje Sensor Torque > 5,7 V o < 4,3 V
C1604: Fallas internas en el Módulo MDPS (Motor Driven Power Steering)
C2412: Voltaje Borne Motor Eléctrico > 8,5 V o < 0,2 V por 5 segundos
(Normal 1 Volt).
Tabla 2.2. Prueba código C2412 diagnóstico Hyundai
Fuente: (Hyundai Service: EPSCM, s.f.)
Elemento Estado de detección Causa Posible
Estrategia del DTC Comprobación de Voltaje Circuito abierto
o cortocircuito en el circuito de alimentación.
Circuito abierto o cortocircuito en el circuito de masa.
Resistencia de contacto en las conexiones.
EPS CM averiado
Estado de activación Funcionamiento incorrecto del motor
y tensión del relé ≥ 5,5 V
Valor Umbral Tensión final del motor ≥ 8,5 V o ≤ 0,2
V
Tiempo de diagnóstico 0,5 seg
Seguridad contra fallos
Motor: OFF
Relé: OFF
Testigo de avería: ON
Estado de recuperación: Encendido “OFF”
70
C2413: Corriente Consumo Motor Eléctrico > 10 A; Fallo de corriente de
motor (modo exceso de corriente).
Tabla 2.3. Prueba código C2413 diagnóstico Hyundai
Elemento Estado de detección Causa Posible
Estrategia del DTC Comprobación de la corriente
Mala conexión en el circuito de masa.
Resistencia de contacto en las conexiones.
EPS CM averiado
Estado de activación
Suministro del sistema “ON”
Voltaje de contacto de relé de
seguridad ante falla > 8 V
Valor Umbral [Valor actual medido – valor actual requerido] > 10 A
Tiempo de diagnóstico 48 ms
Seguridad contra fallos
Motor: OFF
Relé: OFF
Testigo de avería: ON
Estado de recuperación: Encendido “OFF”
Fuente: (Hyundai Service: EPSCM, s.f.)
C2414: Corriente Consumo Motor Eléctrico > 73 A; Fallo de corriente del
motor
Tabla 2.4. Prueba código C2414 diagnóstico Hyundai
Elemento Estado de detección Causa Posible
Estrategia del DTC
Comprobación de la corriente
Cortocircuito o mala conexión en el circuito de masa.
Cortocircuito en el circuito de control.
Motor defectuoso
EPS CM averiado
Estado de activación
Suministro del sistema “ON”
Voltaje de contacto de relé de seguridad
ante falla > 8 V
Valor Umbral Mida el valor actual > 50 A
Tiempo de diagnóstico
48 ms
Seguridad contra fallos
Motor: OFF
Relé: OFF
Testigo de avería: ON
Estado de recuperación: Encendido “OFF”
Fuente: (Hyundai Service: EPSCM, s.f.)
C2415: Corriente Motor Eléctrico < 2 A y cuando Corriente consumo > 4 A
por 2,4 segundos o más; Fallo de corriente de motor.
71
Tabla 2.5. Prueba código C2415 diagnóstico Hyundai
Elemento Estado de detección Causa Posible
Estrategia del DTC
Comprobación de la corriente
Cortocircuito o mala conexión en el circuito de masa.
Cortocircuito en el circuito de control.
Motor defectuoso
EPS CM averiado
Estado de activación
Suministro del sistema “ON”
Voltaje de contacto de relé de seguridad
ante falla > 8 V
Valor Umbral Mida el valor actual > 50 A
Tiempo de diagnóstico
48 ms
Seguridad contra fallos
Motor: OFF
Relé: OFF
Testigo de avería: ON
Estado de recuperación: Encendido “OFF”
Fuente: (Hyundai Service: EPSCM, s.f.)
C1101: Voltaje sistema > 17,5 V
C1102: Voltaje sistema < 9 V por 5 segundos
C1704: Voltaje contacto falla es de 5,5 V
Tabla 2.6. Prueba código C1704 diagnóstico Hyundai
Elemento Estado de detección Causa Posible
Estrategia del DTC Comprobación de Voltaje
Pieza de contacto del relé de seguridad ante fallos
Estado de activación
Relé de seguridad ante fallos “OFF” (sólo una vez en con el ENC ON)
Voltaje entre el terminal del motor < 5 V
Valor Umbral Voltaje de contacto de relé de
seguridad ante falla ≥ 5,5 V
Tiempo de diagnóstico 5 seg
Seguridad contra fallos Motor: OFF
Relé: OFF
Fuente: (Hyundai Service: EPSCM, s.f.)
3. METODOLOGÍA
72
3.1. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL BANCO DE PRUEBAS
Para la elaboración del banco de pruebas funcional lo que se hizo fue tomar
el sistema de dirección asistida eléctricamente EPS como se habla en el
apartado 2.3.1, que genera todas las señales necesarias para darle un
funcionamiento autónomo, un sistema que pueda ser operado de manera
fácil y didáctica, que permita la obtención de mediciones, señales, y la
observación de los componentes del sistema, el diseño mecánico de la
maqueta se lo hizo en base a los requerimientos del sistema; de la correcta
relación entre el sistema y el que opera depende la calidad y eficiencia de
las practicas que se realiza.
3.2. MEDICIONES EN EL VEHÍCULO
Para la realización de este proyecto se procedió a conseguir que se facilite la
utilización de un vehículo que es mencionado en el apartado 2.3, dentro de
las instalaciones de Hyundai Neoauto, para realizar las medidas en cuanto a
dirección asistida se refiere, apoyado de material de información de tal
manera que con esas medidas partí para empezar a trabajar en la
simulación correspondiente.
Las señales que más se dificultan para poder realizar el trabajo de la
dirección EPS fuera del vehículo, son las señales de velocidad del vehículo,
ya que son sensores que no cuenta la columna de dirección pero sin
embargo son indispensables para que trabaja la dirección.
Cada señal parte del movimiento de un sistema particular del vehículo; la
señal de régimen del motor se la obtiene por medio del sensor que está
ubicado en la carcasa del cigüeñal y la señal de velocidad del vehículo la
mayor parte la toman del sistema ABS.
73
3.2.1. MEDIDA DEL SENSOR DE VELOCIDAD DEL VEHÍCULO
La medida del sensor de velocidad, se la obtiene tomando el pin 2 del socket
M62-1, y se obtuvo una señal tipo hall es decir cuadrática como se observa
en la figura 3.1, con una amplitud de 0 a 12 V con un ciclo de trabajo del
50%, su frecuencia aumenta o disminuye como se muestran los datos en la
tabla 3.1.
Al momento de obtener la curva senoidal por medio del osciloscopio se
procede a congelar la imagen y poder observar la curva respectiva, como se
sabe esta curva es la que se va a simular por medio de la placa PCB
(Printed Circuit Board), comandado por un microcontrolador que se encargue
de generar la onda con un ancho de pulso generado por el potenciómetro y
de tipo cuadrática.
Figura 3.1. Señal Efecto Hall (Velocidad vehículo)
74
Tabla 3.1. Relación Velocidad – Frecuencia
VELOCIDAD (km/h) FRECUENCIA (hz)
0 0
10 6,42
20 12,90
30 19,25
40 26,10
60 39,08
80 52,20
100 65,80
120 78,20
140 96,18
160 104,20
180 113,72
200 138,90
3.2.2. MEDIDA DEL SENSOR DE VELOCIDAD DEL MOTOR
La medida del sensor de velocidad del motor, se la obtiene tomando el pin 12
del socket M62-1, y se obtuvo una señal tipo hall es decir cuadrática con los
valores de frecuencia que se muestran en la tabla 3.2, con una amplitud de 0
a 12 V y un ciclo de trabajo del 50% como se observa en la figura 3.2.
75
Tabla 3.2. Relación rpm – Frecuencia
rpm FRECUENCIA (hz)
0 0
200 9,68
600 10,42
700 11,85
1000 17,15
1500 25,60
2000 34,30
2500 42,38
3000 51,08
3500 58,60
4000 65,30
5000 83,15
6000 103,21
7000 120,08
Figura 3.2. Señal Efecto Hall (Velocidad Motor)
76
3.3. SELECCIÓN DE LOS MECANISMOS PARA EL BANCO
DE PRUEBAS
Para seleccionar los mecanismos que van a constituir este banco de
pruebas y comandar el funcionamiento del mismo, se procede a detallar toda
la dirección, clasificando en elementos mecánicos y electrónicos.
3.3.1. ELEMENTOS MECÁNICOS
Cremallera: Para la elaboración se usará una cremallera mecánica que tiene
de distancia sólo de la caja de dirección 550 mm y cada terminal tiene 313
mm, como se observa en la figura 3.3, del sistema de asistencia de dirección
asistida del Hyundai Accent.
Figura 3.3. Cremallera Dirección Mecánica
Columna: Se implementó una columna de 515 mm de distancia con
articulaciones para enlazar el volante de la dirección con la cremallera, como
se aprecia en la figura 3.4, se ve toda la columna con sus componentes.
77
Eje crucetas: Las crucetas o uniones universales son articulaciones que se
doblan, estiran, tuercen y estas son sometidas a todas las tensiones durante
la operación de giro; La cruceta fue adquirida de un Hyundai Verna que tiene
como distancia 300 mm con un estriado de 16 mm, como se observa en la
figura 3.5, los vehículos de la marca no han sabido variar mucho en sus
componentes mecánicos, articulaciones, ya que la articulación de este
vehículo tranquilamente trabaja en el Hyundai Accent.
Figura 3.4. Columna Dirección
Fuente: (Aficionadosalamecanica, 2014)
78
Figura 3.5. Brida dirección: Eje crucetas
Volante: En este caso se usó un volante particular de madera que tiene un
diámetro de 320 mm con un radio de 160 mm, los puntos de acople se
realizarán con un taladro, que tienen una distancia de 25 mm entre ellos en
total son 6 puntos donde entran pernos hexagonales, en la figura 3.6, se
puede observar el volante elaborando las adaptaciones para el ensamble.
Para que exista la funcionalidad del volante es necesario realizar un acople
para el eje.
79
Figura 3.6. Volante Común
Acople Volante: Tenía que elaborar un acople que se lo elaboraría en acero
A-36 de comercialización en estado bruto de laminación, para poder añadir
el volante, como se visualiza en la figura 3.7, la pieza tiene 82x40 mm, con
un estriado de 16 mm, los puntos de adaptaciones son cada 35 mm
correspondientemente.
Se empieza con un corte de acero tomado de un bloque y se procede a
montarlo en el torno, por medio de las guías se permite un desplazamiento
suave sin carro y contra cabezal, deben estar rasqueteadas o rectificadas.
Por medio del cabezal se proporciona el movimiento a la pieza. En su interior
suele ir alojado el mecanismo para lograr las distintas velocidades, que se
seleccionan por medio de mandos adecuados, desde el exterior.
El mecanismo que más se emplea para lograr las distintas velocidades es
por medio de trenes de engranajes
En el torno la herramienta cortante se fija en el conjunto denominado carro.
La herramienta debe poder acercarse a la pieza, para lograr la profundidad
de pasada adecuada y, también, poder moverse con el movimiento de
avance para lograr la superficie deseada.
80
3.3.2. ELEMENTOS ELECTRÓNICOS
Batería: La batería que se usará deberá cumplir las exigencias en cuanto
amperaje, que es lo que más consume debido al motor eléctrico de la
columna de dirección, sugerida con estas características:
Amperaje (Ah) 70
CCA (SAE -18 °C) 600
Medidas (largo/ancho/alto) 260x165x175 mm
Peso 18kg
Tipo Libre Mantención
Polaridad Positivo Derecho e Izquierdo
Figura 3.7. Elaboración Acople Volante
81
Como se observa en la figura 3.8.
Figura 3.8. Bateria
Fuente: (Baterías, 2013)
Motor Eléctrico: El motor eléctrico que se utilizará, como se observa en la
figura 3.9, es un motor de 12 V y 65 A con una potencia de 420 W del tipo
asíncrono con escobillas. Desarrolla un par máximo de 4,1 Nm. para servo
asistencia a la dirección.
82
Unidad Control / Módulo Electrónico: La unidad de control, encargada de
captar señales de sensores que trabajarán con el sistema EPS, y a su vez
funcionará su actuador que es el motor eléctrico, cuenta con una seguridad
activa en caso de que capte alguna señal anómala o errónea en el sistema;
En la figura 3.10, se observa la unidad de control desmontada de la columna
dirección.
Sensor Par: El sensor par como ya se sabe es un elemento esencial para el
funcionamiento de la dirección asistida EPS, a continuación en la figura 3.11
se observa desmontado de la columna:
Figura 3.9. Motor Eléctrico
Figura 3.10. Módulo Electrónico ECU EPS
83
3.4. ESQUEMA GENERAL DEL DISEÑO ELECTRÓNICO
El diseño del banco de pruebas realizará la simulación del trabajo que el
sistema EPS realiza en el automóvil, para poder realizar el giro hacia las
ruedas por medio de energía eléctrica.
El sistema en si no podrá funcionar sin la ayuda de unas señales que
brindan los sensores que no se encuentran montados en la columna de
dirección, aparte de eso las señales y alimentaciones que brindan el motor
eléctrico y el sensor de ángulo de dirección (opcional), que si se encuentra
montados en la columna de dirección.
Para poder reemplazar el trabajo que hace normalmente la computadora
principal conocida más comúnmente como ECU principal, entra el trabajo
que va a realizar la placa electrónica que por medio de un microcontrolador,
el cual va a ser el encargado de recibir las señales y transmitirlas hacia
algún switch, pulsador o algún actuador montado en la columna de dirección.
A continuación se detallan los elementos montados en la placa electrónica
que trabajan en conjunto para simular el trabajo que comúnmente realiza el
módulo principal del vehículo.
Figura 3.11. Sensor par dirección
84
3.4.1. POTENCIÓMETRO
Los potenciómetros permiten controlar la intensidad de corriente que fluye
por un circuito, en este caso se usó un potenciómetro de capacidad B 100 k
Ohm, como se observa en la figura 3.12, cuyo valor de resistencia en vez de
ser fijo es variable.
Figura 3.12. Potenciómetros
3.4.2. ZÓCALO MICROCONTROLADOR
El zócalo sirve como una seguridad activa para el microcontrolador, como se
observa en la figura 3.13, ya que por medio de ella se realizan todos los
funcionamientos programados en él, y en caso de algún cortocircuito o
alguna falla con la placa, el micro estaría fuera de algún daño.
85
3.4.3. MICROCONTROLADOR
El microcontrolador que se usó para la elaboración de esta placa PCB es el
ATMEGA 164 PA, como se observa en la figura 3.13, escogí este micro, ya
que contiene entradas análogas y salidas pwm.
3.4.4. BORNERAS
Las borneras sirven para obviar los puntos de suelda en la baquelita de tal
forma se obtiene una mejor conexión y una mejor estética, como se observa
en la figura 3.14.
Figura 3.13. Microcontrolador y Porta Micro
86
3.4.5. RESISTENCIAS
Básicamente los resistores se usan para aumentar resistencia del flujo de
corriente a un circuito eléctrico, un resistor como se observa en la figura
3.15, se conecta de tal forma que la corriente del circuito pase a través de él
y también de la carga de la fuente, en conclusión se obtiene la resistencia
total del circuito, y se podría decir que puede cambiarse la resistencia de
este a casi cualquier valor.
En el uso de esta placa se emplearon resistencias de ¼ w y 100 Ohm y
resistencia de 4.7 k Ohm.
Figura 3.14. Borneras
Figura 3.15. Resistencias
87
3.4.6. TRANSITORES
El transistor no es más que un amplificador de corriente, constan de tres
terminales que son: base, colector y emisor.
Existen transistores NPN Y PNP, las letras hacen referencia a las capas de
material semiconductor usado para construir el transistor.
En este caso se utilizaron de los dos tipos un transistor NPN 3904 y un
transistor PNP 3906, como se observa en la figura 3.16.
3.4.7. CAPACITORES
El capacitor es aquel que permite almacenar la energía eléctrica por medio
de un campo electrostático y liberar esa energía posteriormente.
Actualmente existen una gran variedad de diferentes tipos de capacitores
pero se los reduce en dos amplias categorías: capacitores fijos y capacitores
variables.
En este caso se usaron del tipo fijo, como se observa en la figura 3.17, este
tipo tienen su valor de capacitancia establecido permanentemente por su
construcción y este valor no puede cambiar, el capacitor laminado con
Figura 3.16. Transistores
88
capacidad de 100 µf, generalmente están hechos de metal laminado y
también se utilizó el de tipo cerámico, esto permite filtrar el ruido en la placa.
Figura 3.17. Capacitores
3.4.8. REGULADOR DE VOLTAJE
78XX proviene de una familia de reguladores de tensión positiva, que
consiste en tres patas, la primera es el voltaje que entra al regulador, la
segunda es el voltaje de salida, y la pata central es la masa o tierra, como se
observa en la figura 3.18, lo que los diferencia uno del otro es la tensión de
salida suministrada y en la corriente que capaz de dar dependiendo la
denominación de letras seguido de los dos dígitos. Se escogió el 7805
debido a que trabaja con la tensión requerida para casi todos los elementos
de la placa.
89
El regulador 7805 hay de varios tipos de encapsulado en el mercado actual
como se observa en la figura 3.19, que sirven para corrientes de salida de
hasta 1 A.
3.4.9. RELAY DE CINCO PATAS
El relay no es más que un interruptor accionado por un electroimán que se
energiza cuando una corriente eléctrica pasa por el bobinado convirtiéndose
en un imán, que su intensidad de fuerza depende de la cantidad de corriente
que esté pasando ese momento y la cantidad de vueltas que del bobinado,
en este caso se usó un relay de 5 patas, como se observa en la figura 3.20,
suficiente para controlar la placa y hacer trabajar la dirección asistida del
banco.
Figura 3.18. Regulador Voltaje 7805
Figura 3.19. Tipos Regulador Voltaje 7805
Fuente: (Regulador7805, 2011)
90
3.4.10. DIODOS
El diodo es un componente electrónico que sirve para direccionar la corriente
en un solo sentido, dependiendo de la forma de trabajo de la corriente en el
circuito, ya que el diodo se lo puede trabajar en dos condiciones distintas, se
tiene la polarización directa, que la corriente sigue la flecha del diodo, en
este caso conduce la corriente atravesando por el mismo, y la otra condición
es polarización inversa, la corriente circula al lado opuesto de la flecha del
diodo y este permanece bloqueado, es decir la corriente no atraviesa por el
diodo.
Para la elaboración de la placa PCB se utilizaron dos tipos de diodos como
se observa en la figura 3.21, los diodos rectificados que se usan para
transformar la corriente alterna a corriente continua y tan sólo resisten
solicitaciones de corriente moderadas o estándares en el momento del paso
de conducción al de bloqueo, por otra parte los diodos rápidos son
dispositivos auxiliares a los transistores en el proceso de conversión de
corriente continua a corriente alterna, la utilidad al 100% es al momento del
paso de conducción al de bloqueo, ya que puede soportar solicitaciones
elevadas.
Figura 3.20. Relay
91
3.4.11. DISPLAY DE SIETE SEGMENTOS
Se implementará dos displays de siete segmentos como se observa en la
figura 3.22, que el primero de estos indica las revoluciones del motor, cada
vez que se simulara la señal de aceleración por medio del potenciómetro de
velocidad del motor; el segundo display indicará la velocidad en km/h, dada
por el potenciómetro de velocidad del vehículo.
Los displays se encuentran ubicados en la parte delantera del banco de
pruebas, en la parte designada de puntos de control.
Figura 3.22. Display de siete segmentos
Figura 3.21. Diodos
92
3.4.12. TARJETA ELECTRÓNICA
El proceso para la elaboración de la baquelita empieza con la programación
realizada en el programa Avr studio 6.1, tomando en cuenta las señales que
deben ingresar a la placa para ser emuladas de señales análogas a
digitales, se tiene las señales del sensor de par principal, auxiliar y la batería;
la señal de corriente de batería no pasa directamente al microcontrolador ya
que su corriente es muy elevada, cruza por un regulador 7805 que
transforma la señal de 12 V a 5 V que es el rango de trabajo del
microcontrolador ATMEGA 164 PA; la señal Par entrega un voltaje
dependiendo la posición del volante, léase en el apartado 2.5.3.
Las señales de régimen y de velocidad son las que se simularan por medio
de la placa electrónica, cada una entrega una señal inductiva, por medio del
ATMEGA 164 PA, emula una señal analógica a partir de una señal digital,
los rangos de trabajos de cada sensor son explicados en el apartado 2.5.3 y
2.5.4, la señal sale de la centralita con una onda cuadrática y son recibidas
por el módulo electrónico.
Una vez finalizada la programación se procede a probar en una placa de
prueba o más conocido como protoboard, que da la facilidad de conectar sin
necesidad de realizar algún proceso de suelda, si ya en el protoboard no
presenta ninguna falla y trabaja según lo programado se continua con el
diseño y fabricación del circuito impreso y para finalizar, se montan los
componentes en la tarjeta.
En la figura 3.23 se puede observar el funcionamiento de la tarjeta
electrónica mediante el programa proteus por medio del módulo ISIS, y a la
vez se puede visualizar como se vería la señal en un osciloscopio tanto de la
señal de velocidad del vehículo con la señal de velocidad del motor, como se
puede observar la señal cuadrática de ambos sensores, ya que es una señal
de tipo hall.
93
3.4.13. RUTEADO DE TARJETA
El ruteado de la baquelita se lo hace en el mismo programa, como se puede
observar en la figura 3.24, de tal forma que está listo para el impreso.
Figura 3.23. Diseño Placa (Modo digital) Módulo ISIS
94
Figura 3.24. Ruteado de placa electrónica Módulo Ares
3.4.14. GRÁFICA 3D
Así mismo el programa muestra el diseño de cómo quedaría en 3D, como se
observa en la figura 3.25, la tarjeta electrónica con todos sus elementos
ubicados estratégicamente.
95
Figura 3.25. Diseño digital 3D placa electrónica
3.4.15. BAQUELITA
Los pasos a seguir para la elaboración de una lámina para transferencia
térmica o pistas en baquelita empiezan con la elaboración de las pistas o
screen con la ayuda de un computador y de un software tal como ARES,
ORCAD, EAGLE, etc. Se procede a espejear las imágenes de las pistas y
screen, luego de eso imprimir sobre el lado brillante de la lámina con
impresora láser, luego recortar la porción en que se encuentran las
imágenes, limpiar la cara del cobre con jabón y esponja suave y colocar la
lámina sobre el cobre de placa y presionar con la plancha y al máximo de
temperatura, luego de eso se retiró para ser enfriado y posteriormente retirar
la lámina con cuidado. Revelar las pistas con cloruro férrico y agua para
dejar ver las pistas y eliminar el cobre.
Por último se debe perforar al menos dos orificios de las pistas para tener
referencias y poder alinear el screen; hay que tener cuidado donde colocar el
96
estaño ya que puede caer en una línea de la baquelita y dañar el circuito
impreso, a continuación se observa la figura 3.26, la pista de la lámina en su
etapa final.
3.4.16. SEGURIDAD DE LA TARJETA
La tarjeta está conectada de tal forma de que no exista ningún tipo de
cortocircuito interno, como se observa en la figura 3.27, que provoque algún
fallo directo a los actuadores de la dirección, en tal caso de que exista el
microcontrolador no podría recibir la falla ya que está conectado mediante un
portamicro que recibiría el corto antes de que pueda afectar al
microcontrolador que es el elemento importante en esta tarjeta.
Figura 3.26. Proceso de suelda en la baquelita
97
3.4.17. PUNTOS DE MEDICIÓN DE LA TARJETA
Antes de abrir paso a cualquier tipo de corriente hacia la tarjeta electrónica,
módulo de dirección o conectar el motor eléctrico.
Primero se debe realizar las mediciones correspondientes para ver la
conexión si no existe algún tipo de interferencia o algún canal abierto por
algún punto de suelda, por medio de las borneras con la ayuda de un
multímetro se procede a pinchar para verificar conductividad, como se
observa en la figura 3.28.
Luego de eso se procede a conectar la tarjeta con el módulo electrónico, y a
su vez con el socket del sensor de dirección, y empezar a probar con el
movimiento del volante.
Figura 3.27. Montaje elementos en la tarjeta electrónica
98
3.5. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA PRINCIPAL DEL BANCO
La base se realizará analizando todos los componentes que van
normalmente en la columna dirección de un vehículo más los que se
necesitan para que este banco de pruebas pueda operar.
El banco debe ser la encargada de soportar el peso de toda la columna de
dirección incluyendo la cremallera mecánica, además lleva una batería y la
placa electrónica con todos sus accesorios; el tipo de acero usado para el
desarrollo del banco es acero ASTM A-36 con un límite de fluencia min de
49050 Nm.
Figura 3.28. Medición de señales
99
3.6. ESFUERZO CORTANTE
El esfuerzo que debe soportar el banco se lo calcula tomando la fuerzas que
se presentan en el eje “x” y en el eje “y”, y que tienen el mayor esfuerzo en
el banco, en si la que representa más esfuerzo es la columna dirección con
un peso de 16,73 lb, y es donde es debe sacar el mayor momento para que
la estructure soporte sin pasar el limite max de tensión.
Datos:
Tensión fluencia min: 49050 Nm
Desarrollo:
Tensión de Von Mises (calculo directo):
[3.1]
[𝜎𝑥 𝜎𝑥𝑦
𝜎𝑥𝑦 𝜎𝑦 ] [1 22 3
] 𝐷𝑖𝑟𝑒𝑐𝑡𝑜: 𝜎𝑉𝑀𝑒𝑞 = 𝜎𝑉𝑀𝑒𝑞 =
√𝜎𝑥𝟐 + 𝜎𝑦𝟐 − 𝜎𝑥𝜎𝑦 + 3𝜏𝑥𝑦𝟐
𝜎𝑉𝑀𝑒𝑞 = 𝜎𝑉𝑀𝑒𝑞 = √12 + 32 − (1 × 3) + 322 = 4,35
[3.2]
Factor de seguridad (FDS) = σlimit
σvonMises=
49050 Nm
4,35= 1,12
Se escogió tubos de acero de bajo carbono con medidas 180×800×810 mm
y de 1 ½ plg. Que van a ser los perfiles del banco unidos con unos tubos
horizontales de 400 mm, cumpliendo la norma 2 415 del Ecuador (NTE
INEN, 2013) , que están ubicados según la posición para las bases de la
columna de dirección, como se ve en la figura 3.29.
100
Figura 3.29. Perspectiva 3D
3.7. PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DE LA ESTRUCTURA
3.7.1. CORTE
Se empezó cortando los brazos principales que van hacer el contrafuerte del
banco, así mismo la base principal, media e inferior de la columna.
3.7.2. PREPARACIÓN DEL MATERIAL
En la preparación se procede a arquear el material hasta el punto de diseño
del banco por medio de una dobladora hidráulica, para ir dando forma a la
estructura, como son las patas traseras y los largueros principales.
101
3.7.3. SOLDADURA
Una vez cortado se procede al proceso de suelda, se empezó soldando los
horizontales con los largueros mediante el proceso de suelda por arco con la
técnica SMAW (Shielded Metal Arc Welding), es soldadura por arco con
electrodo metálico AWS (American Welding Society) E6011 el cual tiene un
tipo de revestimiento celulósico potásico, basándose en el cumplimiento de
la norma 1 390 del Ecuador (NTE INEN, 1987).
3.7.4. MARCO DE BATERÍA
Para el marco batería se cortó un tubo de 1 plg. Y de 360×300×230 mm, así
mismo se preparó el material, doblándolo con la dobladora hidráulica para
darle la forma de los brazos que va a sostener la batería, y en la parte
inferior la base de 270×180 mm donde va estar asentada la batería, como se
observa en la figura 3.30.
3.7.5. SOPORTES DE CREMALLERA
Para soportar el peso de la caja de cremallera se construyó tres abrazaderas
de 50×50 mm. Y una de 25×100×30 mm, las dos primeras comparten el
Figura 3.30. Base de batería
102
mismo soporte, y la secundaria es para la parte inferior de la cremallera,
como se ve en la figura 3.31.
3.7.6. ESTRIBO DE PATAS
Este capuchón protege las patas que sostiene el banco, se las consiguió de
1 ½ plg. En total son cuatro las que equilibran el banco y no permiten
desgaste en la parte de abajo, como se observa en la figura 3.32.
3.7.7. PINTURA
Se cubrió el chasis con un anticorrosivo superior, o mejor llamado “Bate
piedra”, esta formulado para suministrar una alta resistencia a los agentes
Figura 3.31. Soportes cremallera
Figura 3.32. Base Patas
103
atmosféricos, causantes de la corrosión. Esto se logra con el uso de resinas,
pigmentos y aditivos inhibidores de la corrosión.
3.7.8. DISEÑO DEL SITIO DONDE VA LA PLACA ELECTRÓNICA
El primer corte de acero, tiene por medidas 210x170 mm y es donde va ir
ubicado la centralita o Placa PCB, cumple con la norma 2 509 del Ecuador
(NTE INEN, 2009).
Ubicado en la parte delantera derecha del banco (Vista al frente), como se
puede observar en la figura 3.33.
Figura 3.33. Base Placa PCB
104
3.7.9. CAJA DE CONTROL DEL BANCO
El cuadro de mediciones tiene 152x270 mm, cumple con la norma 2 509 del
Ecuador (NTE INEN, 2009).
Ubicado en la parte delantera izquierda del banco (Vista al frente), contiene
los elementos para las mediciones correspondientes de las señales
formadas o las curvas senoidales generadas en el banco de pruebas, como
se observa en la figura 3.34.
Figura 3.34. Cuadro Mediciones
105
3.7.10. DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL CUADRO DE
MEDICIONES
3.7.10.1. Llave
El switch principal o llave de encendido, como se ve en la figura 3.35 es el
encargado de iniciar el sistema MDPS – HYUNDAI ACCENT, que alimenta
el motor eléctrico y las conexiones, conectado a un fusible de 40 A, para
proteger el circuito eléctrico de tal manera que interrumpe el paso de
corriente cuando se produce un cortocircuito o un calentamiento excesivo del
conductor debido a una alta resistencia en el circuito.
Se encuentra ubicado en la parte principal delantera de la maqueta, junto al
cuadro de mediciones. (José Manuel Alonso, 2002)
Figura 3.35. Switch o Llave de encendido
106
3.7.10.2. Switch secundario
El switch secundario va conectado a un fusible de 10 A. El cual protege el
circuito eléctrico, lo que es la placa PCB y el módulo electrónico de algún
pico de voltaje que se haya generado.
Así mismo el switch azul que al principio fue principal, alimenta la placa PCB
y activa los display de 7 segmentos, en si todos los switchs van conectados
a la llave principal en modo de protección, en la figura 3.36 se pueden ver
los switchs secundarios.
Figura 3.36. Switchs secundarios
3.7.10.3. Potenciómetros
Los potenciómetros ubicados en el cuadro de mediciones cada uno al
momento de girar, aumentan o disminuyen la señal para simular el
movimiento del vehículo a cierta velocidad con un límite de revoluciones.
Cada potenciómetro representa la señal de velocidad del vehículo y la señal
de velocidad del motor, esa señal se representa en los display de 7
segmentos, como se observa en la figura 3.37.
107
Figura 3.37 Potenciómetros
3.7.10.4. Pulsadores
En el banco de pruebas se encuentran dos pulsadores, como se observa en
la figura 3.38, el primero es el encargado de activar la señal principal del
sensor de par, el segundo es el que activa la señal auxiliar del sensor de par,
ya que las dos señales trabajan al mismo tiempo cada vez que se realiza un
giro en el volante; los pulsadores están conectados a dos relés cada uno,
que cortan o energizan la señal del sensor para que se provoque la señal,
los relés van ubicados en la misma placa electrónica, de esa manera se
puede activar o desactivar la señal par principal y auxiliar y obtener un
control de cada señal, al mismo tiempo.
Cabe recordar que estas dos señales parten de un mismo sensor que está
ubicado en la misma columna de la dirección.
108
Figura 3.38. Pulsadores
3.7.10.5. Señal Avería
La luz se enciende al momento que no exista alguna señal que sirve para la
generación de asistencia de la dirección, en ese momento se genera un
código de falla y automáticamente se enciende la luz que indica la falla, en el
siguiente grafico 3.39, se observa la luz que indica alguna falla.
Figura 3.39. Señal avería
109
3.7.10.6. Punto de comprobación del Osciloscopio
La señal será ubicada por medio de este punto de comprobación, al
momento de conectar el osciloscopio se recibirá la señal de velocidad o del
régimen del motor, según el punto de comprobación que se pinche, como se
observa en la figura 3.40.
Figura 3.40. Punto Comprobación Osciloscopio
3.7.10.7. Puntos de Comprobación de voltaje del sensor par
principal y auxiliar
El voltaje del sensor de par se mostrará en el voltímetro como se ve en la
figura 3.41, en cada voltímetro se señalara el voltaje que está marcando ese
rato la señal de par principal y auxiliar y se podrá diferenciar el rango de
diferencia de cada señal.
110
3.8. ENSAMBLE DEL BANCO DE PRUEBAS
Como se habló en el apartado 2.3.1, se escogió el sistema de asistencia de
dirección de un Hyundai Accent; Se procederá a montar la columna de
dirección en sus respectivos puntos de sujeción, sujetados con pernos de
sección transversal circular (CHS) con un diámetro M16 - M36, un estriado
de 2 ½. Plg y hecho de acero al carbono, templado y revenido en total son
cuatro pernos que sujetan la columna en la parte superior e inferior del
banco, como se observa en la figura 3.42.
Figura 3.41. Punto Comprobación Sensor Par
Figura 3.42. Ensamble Columna Dirección
111
Se adaptó una cruceta de un Hyundai Verna como se habló en el apartado
3.3.1, de estriado 16 mm que corresponde a la medida de todo el eje de giro
de la columna, en la parte de superior e inferior va sujetada con un perno de
sección transversal circular (CHS) con un diámetro M16 - M36, un estriado
de 1 ¼. Plg, como se observa en la figura 3.43.
Una caja de dirección mecánica de cremallera correspondiente a una
suspensión de un Hyundai Accent, el eje debe tener el mismo estriado de 16
mm para que ensamble como debe ser en el vehículo, como se observa en
la figura 3.44.
Figura 3.43. Ensamble Cruceta Dirección
112
Figura 3.44. Ensamble Caja dirección Piñón-Cremallera
La batería va designada en el marco que se construyó estratégicamente
para que se sitúe de manera que energice todo el sistema, como se habla en
el apartado 3.6.4.
Se colocaron dos fusibles de seguridad, el primer fusible de 10 A, instalado
en la alimentación principal para que proteja al circuito y al EPSCM,
conectado al switch secundario que a su vez está conectado con la llave o
switch principal, haciendo un solo puente.
El otro fusible de 40 A, instalado para evitar daños de elevación de amperaje
debido al consumo del motor de asistencia, y así mismo abarca la protección
de todo el sistema EPS. En la figura 3.45 se los puede apreciar.
113
Figura 3.45. Conexión Fusibles
3.9. PROCEDIMIENTOS DE OPERACIÓN DEL BANCO
Pasos:
1. Deben estar conectados todos los sockets que van al módulo
electrónico
2. Revisar conexiones a la batería, el cable de alimentación (cable rojo)
debe estar conectado al borne positivo de la batería, en cuanto al
(cable negro) que corresponde a tierra del banco tiene que ir
conectado al borne negativo de la batería.
Figura 3.46. Conexión Sockets
114
3. En la parte frontal se encuentran dos paneles principales divididos por
el volante; El lado izquierdo contiene los puntos de mando y el lado
derecho la tarjeta electrónica.
4. La llave o switch principal es de color rojo se encuentra en la parte
inferior derecha, este va conectado con los otros switchs, y a la vez
con un fusible de 40 A. El cual va a proteger de cualquier pico de
corriente, al momento de energizarlo alimenta todo el sistema.
Figura 3.47. Conexión a batería
Figura 3.48. Llave o Switch principal
115
5. El switch secundario de color rojo se lo activa al momento de
energizar el sistema, ya que controla un switch de 10 A, el cual ha
sido destinado para la centralita electrónica y el módulo de control.
6. El switch que está en la parte superior izquierda de color azul se lo
activa porque es el encargado de alimentar la centralita electrónica
así como los diagramas de sietes segmentos.
7. Activar La señal par principal y par auxiliar pulsando los botones
rojos, el cual le va indicar al módulo de control en qué posición se
encuentra el volante, la señal par auxiliar trabaja al mismo tiempo
que la principal, se la activa por caso de fallo de la señal principal.
Figura 3.49. Switch Secundario
Figura 3.50. Switch Secundario 1
116
8. El Potenciometro de velocidad, va hacer la vez de un pedal de
acelerador en el vehículo, ya que al girar el potenciómetro en sentido
horario aumenta la velocidad, señal la cual necesita el módulo y el
motor eléctrico para aplicar la asistencia al giro, y si se gira de modo
anti horario, indica que se está disminuyendo la velocidad.
9. El potenciómetro del motor va a indicar el número de revoluciones
que se le va a dar al motor, así mismo si se gira en modo horario,
indica que se está aumentando las revoluciones del motor, y girando
en modo anti horario se está disminuyendo las revoluciones del
motor.
Como se habló en la introducción, se la realizó por motivo didáctico, y
por la misma razón contiene un espacio de visualización hacia un
osciloscopio que por medio del cual se mostrará la generación de
señal del sensor de velocidad y régimen del motor que se simulan en
el banco de pruebas.
Figura 3.51. Pulsadores
Figura 3.52. Potenciometros
117
10. Se encuentran dos puntos de medición los cuales por medio de un
osciloscopio se va a proceder a medir para encontrar el tipo de onda
que forman al momento de emitir la señal en voltaje; se procede a
medir por medio de un canal del osciloscopio; haciendo tierra con el
cable negro en cualquier parte o en el negativo de batería y con el
cable rojo se procede a pinchar en el punto de medición y se logra
observar en el osciloscopio la forma de onda de este tipo de señal.
Figura 3.53. Medición Oscilograma
11. La señal de avería se enciende cuando alguna señal está faltando en
el sistema asistido eléctricamente, o el voltaje y amperaje de algún
elemento que está sobrepasando los rangos de funcionamiento.
Figura 3.54. Señal Avería
Es importante hacer una verificación de seguridad en cuanto a sujeción de la
dirección y sus componentes, deben estar bien sujetos de tal forma que al
realizar algún giro la cremallera no tengo algún juego u holgura.
118
3.9.1. NOMENCLATURA MDPS
Para poder proceder a medir cada pin ya sea del módulo o de los sockets de
los sensores se usó la información, como es el caso de la figura 3.55, indica
la numeración bajo su pin y nomenclatura de los conectores.
Figura 3.55. Conectores y sus respectivas posiciones
(Hyundai MC MDPS)
119
3.10. PRUEBAS ACTIVAS DE SEÑALES EN LA PLACA
ELECTRONICA
3.10.1. ASISTENCIA EN LA DIRECCIÓN
La dirección asistida eléctricamente es la encargada de dar asistencia a las
necesidades de giro del conductor, para proceder al movimiento de las
ruedas.
En la tabla 3.3 se detalla la asistencia que se brinda en el banco de
pruebas, a diferentes ritmos de velocidad.
Tabla 3.3. Niveles de Asistencia a Diferentes Condiciones de Manejo
CONDICIONES ASISTENCIA RESULTADOS
km/h RPM MIN MED MAX
0 0 X Ralentí: Volante fácil de maniobrar
0 200 X El volante va hacer fácil de maniobrar mientras no se detecte régimen de
velocidad.
80 700 X Al aumentar la velocidad, la dificultad de mover el volante aumenta.
140 5000 X El volante se torna rígido de maniobrar a altas velocidades
180 6000 X El volante se torna rígido de maniobrar a altas velocidades
200 7000 X El volante se torna rígido de maniobrar a altas velocidades
0 7000 X El volante se vuelve ligero mientras no detecte régimen de velocidad.
120
3.10.1.1. Señal de velocidad del vehículo
Debido a que el módulo electrónico necesita de las dos señales de velocidad
para poder asistir al giro, el sistema de asistencia se encenderá y el motor
de asistencia se apagara como se observa en la tabla 3.4, y por consiguiente
la luz indicadora de falla se encenderá en el tablero.
Tabla 3.4. Respuesta De Asistencia
SEÑAL VELOCIDAD
(KM/H)
RESPUESTA
ASISTENCIA
INDICADOR FALLA
ACTIVA 100 NO SI
3.10.1.2. Señal de velocidad del motor
La señal en el módulo electrónico, se interpreta de tal forma que el vehículo
está en movimiento, el control de asistencia se enciende como se muestra
en la tabla 3.5; hasta esperar condiciones de control de fallas.
Tabla 3.5. Respuesta De Asistencia
SEÑAL VELOCIDAD
(RPM)
RESPUESTA
ASISTENCIA
INDICADOR FALLA
ACTIVA 1000 SI SI
CONTROL DE FALLAS
Velocidad del vehículo= 0km/h, régimen del motor >4,000 rpm por 5 minuto
Una vez operado el modo de estrategia de la ECU, las condiciones
normales se restauraran, si el módulo detecta una velocidad del vehículo
mayor a 5 km/h o se reinicia el sistema, que en condiciones reales
significaría apagar y encender el vehículo.
121
3.10.1.3. Señal principal y auxiliar del sensor de par
La señal principal del sensor de dirección o sensor de par se la obtiene cada
vez que el conductor realiza un giro por medio del volante, el sensor es el
primero en captar esa señal ya que va conectado en el mismo eje de giro, de
esa forma se puede saber el par aplicado y la intensidad de señal que envía.
El sistema mdps Hyundai necesita de esta señal para poder activar el
sistema de asistencia, como se muestra en la tabla 3.6 con el
comportamiento del sistema al existir ciertas señales activas en diferentes
condiciones.
Tabla 3.6. Táctica del Sistema MDPS
SEÑAL
1
Velocid
ad del
vehícul
o
SEÑAL 2
Velocida
d del
motor
SEÑAL
3
Señal
auxiliar
sensor
par
SEÑAL 4
Señal
Principal
sensor
par
ALIMENTACIÓN
Motor Eléctrico
ASISTEN
CIA
INDICADO
R DE
FALLA
Si Si Si No Si Si Si
SI Si No No No No Si
La primera situación que se tiene es todas las señales excepto la principal
de sensor de par, pero el sistema trabaja debido a que la señal auxiliar como
su palabra lo dice es de auxilio, trabaja simultáneamente con el principal ya
que cuando una señal falla la otra lo complementa.
La segunda situación, ninguno de los dos sensores de dirección se
encuentra alimentando, interpreta de tal forma que el vehículo espera control
de fallas.
122
CONTROL DE FALLAS
0,4 < Voltaje > 4,6 Señal principal par
0,4 < Voltaje > 4,6 Señal auxiliar par
Se procede a desactivar el sistema de asistencia, por ese motivo no hay
alimentación del motor eléctrico y se enciende el indicador de falla.
Tabla 3.7. Asistencia de giros
Giro Volante (Posición)
Par principal (V)
Par auxiliar (V)
Motor Eléctrico
(A)
Diagnóstico
Reposo o neutral
2,5 2,5 0
No existe asistencia por parte del motor debido a que no detecta movimiento.
Giro libre volante
2,2 2,8 20
Sentido del par según el lado de giro del volante.
Tope giro 1,5 3,5 59
Llega a los 59 Amp. Cuando el tiempo de giro está ≥ 20 seg.
Girar la dirección repetidamente (12 veces)
LA ASISTENCIA SE BLOQUEA PARA PREVENIR SOBRECALENTAMIENTO Y SE RESTAURA CUANDO EL MOTOR ELETRICO REGRESE A TEMPERATURAS NORMALES DE FUNCIONAMIENTO.
4. ANÁLISIS Y RESULTADOS
123
La maqueta didáctica consta de partes mecánicas y electrónicas como ya
se ha mencionado en el capítulo 3; Se centrara en analizar los puntos de
prueba; La idea principal de la maqueta se la dio en el apartado 2.3, es tratar
de dejar a la vista todas las partes funcionales ya sean mecánicas o
electrónicas.
Todos los datos que se obtienen en este trabajo, se puede denotar que son
regímenes que dependen proporcionalmente para aumentar o disminuir de
otra señal igual y opuesta, según su magnitud física.
Con el volante en reposo se puede decir que la señal principal y auxiliar del
sensor de par son dos líneas que se encuentran en un voltaje constante de
2,5 V aproximadamente como se observa en la tabla 3.7.
Giro Volante (Posición)
Par principal (V) Par auxiliar
(V)
Motor Eléctrico
(A)
Diagnóstico
Reposo o neutral 2,5 2,5 0
No existe asistencia por parte del motor debido a que no detecta movimiento.
Giro libre volante 2,2 2,8 20
Sentido del par según el lado de giro del volante.
Tope giro 1,5 3,5 59
Llega a los 59 Amp. Cuando el tiempo de giro está ≥ 20 seg.
Girar la dirección repetidamente (12 veces)
LA ASISTENCIA SE BLOQUEA PARA PREVENIR SOBRECALENTAMIENTO Y SE RESTAURA CUANDO EL MOTOR ELETRICO REGRESE A TEMPERATURAS NORMALES DE FUNCIONAMIENTO.
124
Con el volante en movimiento se puede decir que las señales principal y
auxiliar del sensor de par son opuestas y simétricas al eje horizontal, es
decir que mientras la una asciende la otra va descendiendo, variando de 2,2
V a 2,8 V entre ellas como se observa en la tabla 3.7.
Al girar el volante a la derecha la señal principal será ascendente y la señal
auxiliar será descendente, mientras que al girar a la izquierda la señal
principal es descendente y la señal auxiliar ascendente.
Con el volante al giro máximo se puede decir que la señal principal y auxiliar
del sensor de par llega a 1,5 V y la señal auxiliar llega 3,5 V, como se
observa en la tabla 3.7.
Al desconectar una de las señales sea la principal o auxiliar del sensor de
par su voltaje desciende a 0 V por lo que se generará un código dtc, como
se observa en la tabla 3.6.
SEÑAL
1
Velocid
ad del
vehícul
o
SEÑAL 2
Velocida
d del
motor
SEÑAL
3
Señal
auxiliar
sensor
par
SEÑAL 4
Señal
Principal
sensor
par
ALIMENTACIÓN
Motor Eléctrico
ASISTEN
CIA
INDICADO
R DE
FALLA
Si Si Si No Si Si Si
SI Si No No No No Si
Con el volante en reposo se puede decir que no existe consumo de corriente
por lo que se encuentra en 0 a. Como se observa en la tabla 3.7.
Con el volante en movimiento se puede decir que el consumo de corriente
del motor incrementa aproximadamente a 20 A, como se observa en la tabla
3.7.
125
Con el volante al tope de giro es cuando el motor eléctrico consume mayor
amperaje ya que va ser aproximadamente a 59 A, como se observa en la
tabla 3.7.
Cuando la corriente de consumo del motor eléctrico es > 73 A; se produce
un fallo de corriente del motor según sea el estado de detección de la tabla
2.4.
Elemento Estado de detección Causa Posible
Estrategia del DTC
Comprobación de la corriente
Cortocircuito o mala conexión en el circuito de masa.
Cortocircuito en el circuito de control.
Motor defectuoso
EPS CM averiado.
Estado de activación
Suministro del sistema “ON”
Voltaje de contacto de relé de seguridad
ante falla > 8 V
Valor Umbral Mida el valor actual > 50 A
Tiempo de diagnóstico
48 ms
Seguridad contra fallos
Motor: OFF
Relé: OFF
Testigo de avería: ON
Estado de recuperación: Encendido “OFF”
Cuando la velocidad no aumenta solo las revoluciones de modo repentino, y
se gira el volante con un torque bajo (2,8 Nm), hacia el lado izquierdo es
decir torque tiene (sentido negativo), la batería alimentara con 12 V y el
motor eléctrico con 19 A, como se observa en la tabla 3.3.
126
CONDICIONES ASISTENCIA RESULTADOS
km/h RPM MIN MED MAX
0 0 X Ralentí: Volante fácil de maniobrar
0 200 X El volante va hacer fácil de maniobrar mientras no se detecte régimen de
velocidad.
80 700 X Al aumentar la velocidad, la dificultad de mover el volante aumenta.
140 5000 X El volante se torna rígido de maniobrar a altas velocidades
180 6000 X El volante se torna rígido de maniobrar a altas velocidades
200 7000 X El volante se torna rígido de maniobrar a altas velocidades
0 7000 X El volante se vuelve ligero mientras no detecte régimen de velocidad.
Cuando existe velocidad media con revoluciones de modo repentino, y se
gira el volante con un torque medio (3,0 Nm), hacia el lado derecho es decir
el torque tiene (sentido positivo), la batería alimentara con 12 V y el motor
eléctrico con 18 A, es decir el voltaje del borne del motor eléctrico es > 8,5 V
por 5 segundos según la tabla 2.2.
127
Cuando existe velocidad acelerada con revoluciones de modo repentino, y
se gira el volante con un torque máximo (5,0 Nm), hacia el lado izquierdo es
decir el torque tiene (sentido negativo), la batería alimentara con 12 V y el
motor eléctrico con 17 A, como se observa en la tabla 3.3 y la tabla 3.7.
Elemento Estado de detección Causa Posible
Estrategia del DTC Comprobación de Voltaje
Circuito abierto o
cortocircuito en el
circuito de
alimentación.
Circuito abierto o
cortocircuito en el
circuito de masa.
Resistencia de
contacto en las
conexiones.
EPS CM averiado
Estado de
activación
Funcionamiento incorrecto del motor
y tensión del relé ≥ 5,5 V
Valor Umbral Tensión final del motor ≥ 8,5 V o ≤
0,2 V
Tiempo de
diagnóstico
0,5 seg
Seguridad contra
fallos
Motor: OFF
Relé: OFF
Testigo de avería: ON
Estado de recuperación: Encendido
“OFF”
128
CONDICIONES ASISTENCIA RESULTADOS
km/h RPM MIN MED MAX
0 0 X Ralentí: Volante fácil de maniobrar
0 200 X El volante va hacer fácil de maniobrar mientras no se detecte régimen de
velocidad.
80 700 X Al aumentar la velocidad, la dificultad de mover el volante aumenta.
140 5000 X El volante se torna rígido de maniobrar a altas velocidades
180 6000 X El volante se torna rígido de maniobrar a altas velocidades
200 7000 X El volante se torna rígido de maniobrar a altas velocidades
0 7000 X El volante se vuelve ligero mientras no detecte régimen de velocidad.
Cuando no existe velocidad alguna y revoluciones al máximo de modo
repentino, y se gira el volante con un torque bajo (2,1 Nm), hacia el lado
derecho es decir el torque tiene (sentido positivo), la batería alimentara con
12 V y el motor eléctrico con 20 A, como se observa en la tabla 3.3.
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
129
5.1. CONCLUSIONES
1. Se diseñó y construyó el banco de pruebas que tiene como finalidad
llevar al estudiante al interés de la dirección asistida electrónicamente,
ya que de este sistema se puede partir a desarrollar o mejorar otras
tecnologías que sean amigables al ambiente y que no le disminuyan
potencia al motor, que es lo que más se busca en un motor de
combustión interna.
2. Se construyó la maqueta donde va montada la columna de dirección y
se la elaboro de tal forma que sea agradable a la vista de la persona,
aparte descubierta para ver todos los elementos que comprende la
dirección asistida electrónicamente.
3. Se integraron todas las piezas en un solo elemento de tal forma que
la parte mecánica y electrónica trabajen como un solo cuerpo para
poder transformar el movimiento vertical en movimiento horizontal
hacia las ruedas.
4. Para poder empezar a trabajar en este proyecto se necesitaron de
algunas mediciones en algún vehículo que este rodando de la misma
marca y modelo, ya que tenía que manejar bien el tema de las
señales, la frecuencia que emitían, los voltajes, la corriente con la que
trabajaban en sí.
Por esta razón se adquirió el vehículo para proceder a realizar
pruebas en KOER, este procedimiento se lleva a cabo con la llave en
On y motor prendido de ahí proviene la sigla KOER (Key On Engine
Ready), de allí se sacaron resultados de pruebas a distinta velocidad
y también con el motor en ralentí, así mismo se realizaron pruebas en
la dirección para ver cómo actúa la computadora al momento de
realizar un giro, o mantener una curva pronunciada, todo esto me
sirvió para trasladar esa idea al banco de pruebas didáctico.
130
5. La dirección que adquirí para este proyecto, es una de las tantas
direcciones que salieron con falla en el sensor de par de dirección,
cuando se procedió a desarmar la columna se encontró un desgaste
elevado en el rotor del sensor así mismo en la pista estacionaria, lo
que me lleva a decir que el desgaste se produjo debido a las
vibraciones que absorbieron los elementos por el mal estado de las
calles que se tiene no solo en el país sino en todo Sudamérica, ya
que ahí se detectó el mayor índice de fallas en la columna de
dirección, y se procedió al retiro de los vehículos por garantía.
6. Cada vez que se va reemplazar la columna de dirección se debe
tomar en cuenta la calibración del sensor que se lo debe dejar a 0° ya
que eso ayudará con la alineación del vehículo después de la
calibración, ya que de no hacerlo el motor eléctrico interpretaría un
grado diferente a los que se están aplicando al volante, y eso
provocaría que el volante se endure en cierto casos aparte el
indicador de falla va a permanecer encendido en el panel.
131
5.2. RECOMENDACIONES
1. Se recomienda con insistencia que este proyecto sea tratado de la
mejor manera posible, me refiero a que la manipulación del mismo
debe ser con la presencia de algún profesor encargado, ya que el mal
uso puede llevar a ocasionar alguna falla en el circuito.
2. La marca recomienda que la pieza no debe ser desarmada, ya que
son objetos hechos a precisión, y el desmontaje del mismo hace que
se pierdan las características con las que sale de fábrica; el
desamblar la dirección se la realizo por motivo de estudio, pero se
trató de dejar lo mejor posible para que simule exactamente como se
ve originalmente en el vehículo.
3. Siempre es bueno recomendar el cuidado que se debe tener con el
mecanismo banco de pruebas si se quiere que dure y que pase por
algunas generaciones, para empezar el mantenimiento que se le
puede realizar a ciertas piezas que si se pueden desamblar como el
motor eléctrico siempre hay q tener en cuenta que este engrasado en
el eje ya que eso dificulta el trabajo del mismo, así mismo hay q
cuidar la ubicación del banco, ya que la humedad, el agua u otras
sustancias son enemigos activos para provocar algún daño en el
circuito eléctrico o en el deterioro de la parte mecánica.
4. Dar puerta abierta este proyecto para que de aquí salga otro futuro
plan que consista en implementar la suspensión que va de la mano de
la dirección y de esa forma complementar el banco para que se
asemeje más al del vehículo.
132
PRACTICA # 1
TITULO: Familiarización con el banco de pruebas
Objetivos:
- Determinar los componentes que constituye el banco de pruebas
- Aprender los principios básicos de manejo de señales activas de
asistencia para la dirección.
Bases conceptuales:
El banco cuenta con piezas fijas y móviles, que trabajan en conjunto para transmitir el
movimiento por medio de la cremallera hacia la ruedas.
Volante conectado por el eje a la columna de dirección y por medio de la brida de
dirección se ensambla con la cremallera.
El tablero de control cuenta con la llave de encendido y dos switchs que trabajan con
dos fusibles para protección del mismo sistema.
Dos potenciómetros que sirven para simular las señales de velocidad y régimen del
motor; así mismo dos pulsadores que cada uno da la señal de par principal y par
auxiliar.
Dos puntos de comprobación para onda senoidal de velocidad del vehículo y régimen
del motor.
La placa PCB o tarjeta electrónica incide en el trabajo del banco y simulación de los
sensores de velocidad del vehículo y régimen del motor por medio de un
133
microcontrolador ATMEGA 164.
Material:
- Banco de pruebas
- Multímetro
- Osciloscopio
- Un condensador electrolítico 100 µf
- Una resistencia variable 100 k (vr1)
- Una resistencia de 1K (1/4w)
- Dos resistencias de 680 ohm (1/4w)
- Un led verde
- Un led rojo
- Un NE555 bipolar temporizador
Método
- En un ambiente seguro y con suficiente luz
- El multímetro debe estar en óptimo funcionamiento.
- Todos los estudiantes deben tener equipo de protección personal.
- El lugar de trabajo debe tener energía eléctrica y equipo contra incendio.
134
Cuestionario de investigación:
1. Consulte sobre los distintos tipos de dirección asistida
2. Elabore una tabla comparativa de la dirección hyundai EPS con los
demás sistemas de dirección asistida
3. Indique las características que cuenta el motor eléctrico asíncrono
4. Señale que tipo de memoria cuenta el módulo electrónico EPS y de qué
forma trabaja
5. Diseñe el circuito necesario para generar una onda cuadrada con
modulación de ancho de pulso PWM (Pulse Width Modulation)
6. Detalle las características del sensor de par
7. Que elementos son parte integral de la columna de dirección
8. Realizar una toma de frecuencias a diferentes rangos de velocidad
variando las rpm
9. Tomar los voltajes generados por el par principal y auxiliar dando giros a
diferente rango de tiempo variando el sentido de giro.
Bibliografía:
CircuitoIntegrado555. (s.f.). Obtenido de http://www.uv.es/marinjl/electro/555.htm
Cise. (s.f.). Electrical Powered Steering. Página 14. Buenos Aires, Argentina.
135
PRACTICA # 2
TITULO: Simulación de fallas al sistema MDPS
Objetivos:
- Saber responder ante una falla en el sistema asistido eléctricamente,
comprobando los códigos que anuncia el vehículo.
- Aprender el manejo de los diferentes tipos de herramientas de medición
Bases conceptuales:
El sistema EPS se sabe que es un sistema asistido eléctricamente, lo cual todos los
elementos hidráulicos quedan descartados, es decir hay que poner énfasis al
funcionamiento del motor eléctrico y el módulo electrónico (PCM), que son los
elementos más importantes para que esta dirección se cumpla.
Figura 5.1. Sistema EPS
(Manual de mantenimiento y reparaciones Chevrolet Corsa, 2006)
136
El motor eléctrico es de tipo asíncrono de construcción sencilla, su característica que
lo hace más íntegro en su funcionamiento, la respuesta muy breve con movimientos
muy rápidos de la dirección.
Responde a las posiciones que se encuentre el volante y según el par generado para
esa asistencia.
La PCM multifuncional se encarga de recibir todas las señales para calcular el par
necesitado y hacer trabajar su actuador en este caso es el motor eléctrico que lo hace
a través de un engranaje de sin fin y el piñón de accionamiento que a su vez ejerce un
movimiento hacia la cremallera y transmite así la fuerza de asistencia para la
dirección.
Material:
- Nomenclatura MDPS (Incluido en la tesis)
- Multímetro
- Osciloscopio
Método
- En un ambiente seguro y con suficiente luz
- El multímetro debe estar en óptimo funcionamiento.
- Todos los estudiantes deben tener equipo de protección personal.
- El lugar de trabajo debe tener energía eléctrica y equipo contra incendio.
Cuestionario de investigación:
1. El código C2414 que indica y cuál sería su causa posible
2. El código C1212 indica una falla en el sensor de velocidad del vehículo,
la EPSCM cómo interpreta la falla y de qué manera la controla.
137
3. Si no se obtiene velocidad pero las revoluciones están a 700 RPM con el
vehículo detenido, la asistencia de que tipo será y se encendería la señal de
avería.
4. Cómo generaría un código DTC en la señal de régimen del motor, si el
motor está a un régimen menor de 330 RPM y existe velocidad del vehículo ≥
50km/h.
5. Basándose en la pregunta anterior como restauro la asistencia eléctrica
sin volver apagar y prender la alimentación.
6. Qué pasa con la asistencia si la señal de par auxiliar es > a 4.6 V y el
conductor está girando el volante hacia la derecha
7. Cuándo el volante está en reposo o posición neutral, como se ve la señal
en el osciloscopio de par principal, par auxiliar y cuanto es el voltaje generado
ese momento.
8.
Figura 5.2. Ondas senoidales
9. Se tiene dos señales identificadas en el osciloscopio, la primera
pertenece al sensor de velocidad del vehículo y la segunda al sensor de
régimen del motor.
El técnico A dice: Que el sistema está funcionando correctamente y debe estar
abierto el circuito SP de la MDPS.
138
El técnico B dice: Que la señal de velocidad del vehículo es inductiva y no
existe señal de régimen del motor y que se debería revisar el suministro del
sensor de par.
El técnico C dice: Que no está interpretando las revoluciones del motor por eso
indica una línea recta, en ese caso revisar el pin 12 del módulo MDPS y revisar
con un multímetro los pines del sensor CKP o CMP.
¿Quién tiene la razón (Complementar)?
10. Identificar el tipo de oscilograma de la figura anterior
Bibliografía:
Aficionadosalamecanica. (2014). Obtenido de
http://www.aficionadosalamecanica.net/direccion-asistida-electr.htm
EPS. (12 de 05 de 2001). Obtenido de Dirección asistida EPS:
http://www.elmundo.es/motor/2001/MV198/MV128-08.html
139
PRACTICA # 3
TITULO: Verificación de formas de onda y datos de
señal del sensor de par.
Objetivos:
- Aprender a distinguir los distintos tipos de onda senoidal que se generan
- Verificar cuando el sensor de par está en condiciones normales
Bases conceptuales:
Sensor tipo potenciómetro, conlleva una resistencia variable.
El giro formado por el volante se convierte en diferencial de voltaje. Los elementos que
conlleva este sensor son dos rotores que van unidos por una barra de torsión, un rotor de
posición y un rotor de torque, así como lleva dos rotores entrega así mismo dos señales
una señal principal y otra que conoce como secundaria o auxiliar, ambas señales son
iguales y opuestas y muestran el par de giro aplicado en el volante.
En el instante en el que el volante esta inmóvil o posición neutral, eso indica que no existe
torque aplicado y genera un voltaje de 2,5 V equivalente al 50% de la señal.
Esta señal es indispensable para que funcione la asistencia electrónica, y así mismo es el
encargado de la seguridad del sistema se lo toma como seguridad activa, es decir si este
sensor llega a fallar por “n” motivo, la unidad electrónica recibe esa señal y se pone en
estrategia y apaga el motor eléctrico inmediatamente y la dirección queda en
funcionamiento como una dirección mecánica por medio de la cremallera, para así
resguardar la integridad de sus ocupantes.
140
El par de dirección o magnitud de giro del volante se puede medir gracias a la ayuda del
sensor. El sensor trabaja según el principio magneto resistivo, es decir cuando una
corriente eléctrica pase por algún campo magnético se va a producir una reducción de la
corriente así mismo de la tensión y va a existir un aumento de su resistencia eléctrica
Figura 5.3. Despiece Sensor Torque
Fuente: (Technical Service Training Center)
Material:
- Nomenclatura MDPS (Incluido en la tesis)
- Multímetro
- Osciloscopio
Procedimiento:
Para empezar con la comprobación del sistema EPS, es necesario tener el vehículo en
contacto “OFF”.
1. Desconectar el socket sensor de par y el socket del EPSCM.
2. Medir la resistencia entre el terminal 2 del socket del mazo de cables del sensor de
par y el terminal 4 del socket del mazo de cables de EPSCM.
3. Medir la resistencia entre el terminal 4 del socket de mazo de cables del sensor par
y el terminal 14 del socket de cables del mazo de cables del EPSCM.
141
Datos establecidos:
[Rm - Rs] < 0,8Ω
Figura 5.4. Medición de sensor par
Fuente: (Hyundai Motor Company , 2006)
4. Verificar por medio de un osciloscopio el tipo de señales, ya que deben ser
simétricas y opuestas a la vez.
5. Medir la tensión que entrega a la salida de cada señal cuando el volante se
encuentre en estado neutral, la señal del sensor par no debe estar fuera de este
rango (Volt Par > 4,6 V o < 0,4 V)
Figura 5.5. Comprobación de voltaje
Fuente: (Hyundai Motor Company , 2006)
Cuando el volante se encuentra en estado neutral el valor absoluto de la señal
principal y señal auxiliar deber ser < 0,52 V.
142
PRACTICA # 4
TITULO: Simulación de fallas según el dtc C1212
Y C1272.
Objetivos:
- Crear una falla en el sistema MDPS para saber el tipo de control de falla que toma
el módulo y que sucede con la asistencia.
- Interpretar la falla para saber las consecuencias que resultaría en la conducción.
Bases conceptuales:
Esta señal es muy importante para el funcionamiento de la dirección asistida
electrónicamente, el parámetro de la velocidad del vehículo es necesitado por el
calculador ECU del EPS para aplicar el nivel de asistencia requerido por el conductor,
esta señal trabajara en conjunto con el módulo todo el tiempo que permanezca prendido
y en movimiento el vehículo.
El sensor de velocidad va a la salida de la caja de cambios, puede ir en la corona, en el
tablero o en las ruedas, puede presentar tres casos: sensor, cadena y sensor, solo
cadena del velocímetro.
Este sensor tiene dos tipos de señal puede ser cuadrática que aplica el principio de
efecto hall, o de tipo inductivo que tiene una señal alterna. En este caso trabaja con una
señal digital por medio de impulsos que produce el efecto hall.
La señal de velocidad del vehículo sirve básicamente para que la unidad de control
ordene la cantidad de corriente que deberá generar para controlar la dirección. A medida
que la velocidad del vehículo aumente la corriente del motor disminuye, eso da como
resultado un menor esfuerzo para maniobrar el vehículo.
143
Material:
- Nomenclatura MDPS (Incluido en la tesis)
- Multímetro
- Osciloscopio
Método:
- En un ambiente seguro y con suficiente luz
- El multímetro debe estar en óptimo funcionamiento.
- Todos los estudiantes deben tener equipo de protección personal.
- El lugar de trabajo debe tener energía eléctrica y equipo contra incendio.
Procedimiento:
1. Configurar la velocidad de régimen del motor y la velocidad del vehículo con ayuda de
los potenciómetros correspondientes de cada uno.
Tener en cuenta que la falla C1212 es detectada por la EPSCM si la velocidad del
vehículo es de 0 km/h cuando la velocidad del motor es superior a 2500 rpm o más
por 20 segundos. Si el motor esta encendido (Sistema alimentado con 12 V), pero sin
marcha alguna, la EPSCM interpreta la falla y las condiciones que debe cumplir según
el control de fallas son:
Velocidad del vehículo = 0 km/h, Régimen motor > 4.000 rpm por 5 minutos.
2. Configurar la velocidad de régimen del motor y la velocidad del vehículo con ayuda de
los potenciómetros correspondientes de cada uno.
Tener en cuenta que la falla C1272 es detectada si el motor está a un régimen menor
a 330 rpm cuando la velocidad del vehículo es mayor a 50 km/h por 20 segundos o si
la señal de régimen del motor desaparece por completo.
Está se restaurará si la velocidad del motor es superior a 525 rpm o la alimentación
del sistema es cortada.
6. NOMENCLATURA
144
EPS: Electrical Powered Steering
Cupé: es un tipo de carrocería de automóvil de dos o tres volúmenes y dos
puertas laterales.
Sinfín: Se aplica al sistema de engranaje que permite transmitir un
movimiento circular entre dos ejes perpendiculares; consiste en un
engranaje helicoidal (sinfín) que transmite el movimiento a una rueda
dentada perpendicular a este (corona).
EPSCM: Electric Powered Steering Control Module
EHPS: Electro Hydraulic Powered Steering
MDPS: Motor Driven Power Steering
CAN: Controller Area Network
ECU: Engine Control Unit
CKP: Crankshaft Position
ABS: Antilock Braking System
PCM: Power Control Module
DTC: Diagnostic Trouble Code
ASIC: Circuito Integrado para Aplicaciones Específicas
I/F: Intensidad / Frecuencia
Termistor: Thermally Sensitive Resistor, Es un sensor resistivo
de temperatura
KOER: Key On Engine Ready
KOEO: Key On Engine Off
OHP: Over Heat Protection Function
EEPROM (erasable programmable read only memory)
BIBLIOGRAFÍA
145
2bmm, A. J. (31 de 05 de 2012). SISTEMA ELECTRÓNICO DEL
AUTOMÓVIL: SENSOR VSS(Vehicle Speed Sensor) Sensor de
Velocidad del Vehículo. Obtenido de Página 22. 2ª.
Bautista, T. G. (2009). Circuitos de fluidos. Suspensión y dirección. Página
376. 3ª.
Bora, Direccion Electro-mecanica. (10 de 2010). Página 9. 3ª.
CircuitoIntegrado555. (s.f.). Obtenido de
http://www.uv.es/marinjl/electro/555.htm
Cise. (s.f.). Electrical Powered Steering. Página 14. Buenos Aires, Argentina.
Eduardo Martinez. (22 de 05 de 2011). Sistemas de direccion. Página 32.
Madrid: 3ª.
EPS. (12 de 05 de 2001). Dirección asistida EPS. Página 44,45. Valencia.
4ª.
Grupo Editorial Ceac, S. (2003). Manual CEAC del automóvil. Barcelona:
Ceac, S.A.
Hyundai MC MDPS. (s.f.). MC MDPS, Hyundai Chonan Technical Service
Training Center.
Hyundai Motor Company . (2006). Manual de fallas eléctricas. Página 20
Korea.
Hyundai Service: EPSCM. (s.f.). Obtenido de http://ccc.hyundai-
motor.com/servlet/ccc.login.CccLoginServlet
Jesús Fraile Mora. (2003). Máquinas Eléctricas. Página 146. Madrid: 5ª.
José Luis Pérez Contreras. (3 de 05 de 2012). Sistemas de inyección
electronica mediciones de sensores y actuador. Página 45. Atoyac,
Jalisco.
José Manuel Alonso. (2002). Circuitos Electrotécnicos Básicos Sistemas de
carga y arranque. Página 39,77. Madrid: 4ª.
146
Manual de mantenimiento y reparaciones Chevrolet Corsa. (2006). Página
22. México.
Mecanicavirtual. (s.f.). Obtenido de www.mecanicavirtual.org/dirección-
asistida-electr.htm
NTE INEN. (25 de 11 de 1987). Soldadura. Electrodos de acero revestidos
para soldadura eléctrica. Requisitos La NTE INEN 1 390, sin ningún
cambio en su contenido fue DESREGULARISADA, pasando de
OBLIGATORIA a VOLUNTARIA, según Resolución No. 009-2010 de
2010-03-05, publicada el Registro Oficial No. 152 del 2010-03-17.
Quito, Pichincha, Ecuador.
NTE INEN. (14 de 08 de 2009). Láminas de acero revestidas al 55% de
aleación aluminio-zinc. Requisitos e inspección. Quito, Pchincha,
Ecuador.
NTE INEN. (09 de 04 de 2013). Tubos de acero al carbono soldados para
aplicaciones estructurales y usos generales. Requisitos. Esta NTE
INEN 2 415:2013 (primera revisión), reemplaza a la NTE INEN 2
415:2008. Quito, Pichincha, Ecuador.
Pacovilca, G. (16 de September de 2011). Direccion asistida-
electronicamente-y-sistema-esp. Página 3,4,5. Arhuata, Peru: 4ª.
ANEXOS
147
ANEXO I
Plano de la estructura del banco de pruebas
149
ANEXO II
Especificaciones del motor en cuanto a dirección asistida
150
ANEXO III
Luz testigo manual hyundai accent
151
ANEXO IV
Descripción caja fusibles interna
152
ANEXO V
Descripción caja fusibles externa
153
ANEXO VI
Comprobación de componentes, forma de onda y datos de señal del motor
154
ANEXO VII
Forma de onda y datos de señal sensor: ckp, cmp