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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS
“ESPE” EXTENSIÓN LATACUNGA
Departamento de Ciencias de la Energía y Mecánica
Carrera de Ingeniería Automotriz
Nivel: VI Nivel
Asignatura: Mantenimiento Mecánico Automotriz II
Tema: Sistema de Dirección
Subtema: Columna de Dirección
INFORME N°1
Nombre: Stephen Santiago Valencia Balarezo
Fecha de entrega: 09 de Mayo del 2016
LATACUNGA – ECUADOR
Tema: Sistema de Dirección
Subtema: Columna de Dirección
Objetivos:
Conocer, identificar y reconocer los componentes de la columna de dirección.
Analizar los diferentes componentes de la columna tales como, Volante, Airgab,
Accionamiento de plumas, Bocina, etc.
Análisis de diferentes posiciones de la columna.
Comparar diferentes columnas de dirección entre varios automóviles seleccionados
Marco teórico:
COLUMNA DE DIRECCIÓN
La columna de dirección de un coche es un dispositivo destinado a conectar el volante con todo
el mecanismo de dirección mediante la orden del conductor a través del volante, es decir, el giro
que el conductor – en este caso el piloto – quiera transmitir por el volante.
Fig.1 Columna de dirección
La columna de dirección puede realizar otras funciones secundarias como:
Disipar la energía en caso de colisión frontal.
Montaje de: interruptor multifunción, bloqueo de la columna, cableado, la cubierta de la
columna, selector de marchas, medidores u otros instrumentos como motores
hidráulicos, así como las unidades motoras y engranajes hidráulicos o electromecánicos
que se encuentra en la dirección asistida.
Ajustar la altura/longitud adecuada para el asiento del piloto.
La columna de dirección consta de una carcasa plegable que contiene un eje de rotación
plegable. Como medida de seguridad, la columna de dirección está diseñada para plegarse en
caso de una colisión frontal. En este caso, ha de ser reemplazada al completo.
(albrodpulf1.wordpress.com)
Fig.2 Conjunto columna de dirección
SEGURIDAD EN LA COLUMNA DE DIRECCIÓN
Las columnas de dirección modernas presentan una articulación que les permite ceder en caso de
impacto. Las columnas de dirección de seguridad más recientes son capaces de absorber la
energía del impacto. Desde la introducción del airbag, la función de la columna de dirección ha
adquirido mayor complejidad. Está diseñada para complementar la protección ofrecida por el
cinturón de seguridad y el airbag. La columna de dirección de seguridad incorpora elementos que
se retraen de forma similar a un telescopio en caso de colisión, evitando así que la columna de
dirección penetre en el habitáculo. Las uniones telescópicas y las articulaciones adicionales aíslan
en gran medida el movimiento del volante de la deformación del tabique. De este modo se
reduce el riesgo de lesiones para el conductor. Durante una colisión que no exceda una severidad
determinada, el volante y el airbag mantienen una posición definida frente al conductor. Un
mecanismo de ajuste integrado con función de amortiguación reduce la carga sobre el pecho y la
cabeza en la medida técnicamente posible. Estos elementos son un útil complemento de los
limitadores de la fuerza del cinturón.
(http://www.volkswagenlatinoamerica.com/)
Fig.3 Columna de dirección deformable
VOLANTE
Órgano mediante el cual el conductor transmite a las ruedas el movimiento de la dirección.
Inicialmente, estaba constituido por una barra, que actuaba sobre el cuadrilátero de la dirección
de la misma forma que un timón. Pero, pronto fue substituida por un manillar con dos
empuñaduras y eje de rotación vertical. A través de numerosas formas intermedias se llegó luego
al volante redondo. La primera empresa que lo adoptó fue, probablemente, la Daimler en 1894,
la cual empleó un volante de fundición.
En el manillar se solían instalar ya numerosos mandos, tales como el acelerador, el avance, el
pulsador de masa, el claxon, etc. Con el volante circular, a éstos se unieron también los mandos
del sistema eléctrico de alumbrado, el cambio de marchas y así progresivamente hasta trasladar
casi todos los mandos a la columna de la dirección.
Fig.4 Volante de la dirección.
AIRBAG
La bolsa de aire (en inglés, airbag) es un sistema de seguridad pasiva instalado en la mayoría de
los automóviles modernos. Este sistema fue patentado el 23 de octubre de 1971 por la firma
Mercedes-Benz.
Fig.5 Airbag.
El sistema de la bolsa de aire se compone de:
Detectores de impacto situados normalmente en la parte interior del vehículo, la parte que
empezará a desacelerarse antes en caso de colisión, aunque cada vez se ponen más sensores,
distribuidos por todo el vehículo de manera que no se produzcan errores en su activación.
Dispositivos de inflado, que gracias a una reacción química producen en un espacio de tiempo
muy reducido una gran cantidad de gas (de un modo explosivo).
Bolsas de nylon infladas normalmente con el nitrógeno resultante de la reacción química.
Su función es la de, en caso de colisión (con aceleración mayor que 3 G), amortiguar con las
bolsas inflables el impacto de los ocupantes del vehículo contra el volante, el panel de
instrumentos y el parabrisas en caso de los airbag delanteros y contra ventanas laterales en los
delanteros y traseros. Se estima que en caso de impacto frontal, su uso puede reducir el riesgo de
muerte en un 30%.
COLUMNAS DE DIRECCIÓN TELESCÓPICAS
Fig.6 Columna de dirección Telescópica.
Estas columnas de dirección telescópicas tienen el centro pivotante en la parte más baja de la
columna. La posición de la columna puede ser ajustada hacia/desde el conductor además de en
posición vertical, arriba/abajo. La ligereza del peso es conseguido gracias al uso de materiales
como el magnesio. El diseño integrado de la columna, además del sistema de bloqueo, son
elementos adicionales de seguridad para prevenir el robo del vehículo.
(http://www.nskamericas.com/)
COLUMNAS DE DIRECCIÓN DE ALTURA Y PROFUNDIDAD ELÉCTRICAS
Estas columnas de dirección telescópicas tienen el centro pivotante en la parte más alta de la
columna. La posición del volante puede ser ajustada hacia / lejos del conductor además de en
posición vertical, arriba / abajo.
El peso ligero se consigue mediante el uso de componentes de aluminio. Esto también permite la
integración de bloqueo de encendido, mejorando la seguridad del vehículo.
Fig.7 Columna de dirección de altura y profundidad.
BLOQUEO DE LA DIRECCIÓN
Casi todos los automóviles cuentan con un dispositivo de bloqueo que impide que el volante gire
si la llave se encuentra en la posición de off. Consiste en una rueda dentada alrededor del volante
y un par de dientes que se enclavan en la rueda dentada si la llave no gira a la posición de acc.
(http://patentados.com/)
Fig.8 Bloqueo de la Dirección.
MECANISMOS DE DIRECCIÓN DE TORNILLO SINFÍN
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda dentada. El tornillo se une
al volante mediante la "columna de dirección", y la rueda lo hace al brazo de mando. De esta
manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto ángulo, mayor o menor según la
reducción efectuada, por lo que en dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar
las ruedas que la aplicada al volante.
Fig.9 Mecanismo tornillo sin fin
Fuente Wikipedia.com
MECANISMO DE DIRECCIÓN DE CREMALLERA
Esta dirección se caracteriza por la sencillez de su mecanismo desmultiplicador y su simplicidad
de montaje, al eliminar gran parte de la tiranteria direccional. Va acoplada directamente sobre
los brazos de acoplamiento de las ruedas y tiene un gran rendimiento mecánico.
Debido a su precisión en el desplazamiento angular de las ruedas se utiliza mucho en vehículos
de turismo, sobre todo en los de motor y tracción delantera, ya que disminuye notablemente
los esfuerzos en el volante. Proporciona gran suavidad en los giros y tiene rapidez de
recuperación, haciendo que la dirección sea muy estable y segura.
El mecanismo está constituido por una barra (1) tallada en cremallera que se desplaza
lateralmente en el interior del cárter. Esta barra es accionada por un piñón helicoidal (2)
montado en el árbol del volante y que gira engranado a la cremallera.
Fig. 10. Mecanismo de
cremallera
Fuente: slideshare
SISTEMA DE REGLAJE EN EL MECANISMO DE CREMALLERA
El reglaje para mantener la holgura correcta entre el piñón (1) y la cremallera (2), se realiza por
medio de un dispositivo automático instalado en la caja de dirección y que además sirve de
guía a la cremallera.
El sistema consiste en un casquillo (3) acoplado a la caja de dirección (4), en cuyo interior se
desplaza un empujador (6) y tornillo de reglaje (7), que rosca en una pletina (8) fija con tornillo
(9) al casquillo. Una vez graduada la holgura entre el piñón y la cremallera, se bloquea la
posición por medio de la contratuerca (10).
Existen varios sistemas de reglaje de la holgura piñón cremallera, pero los principales son los
representados en las figuras.
Fig. 11 Regulación del sistema de dirección de
cremallera
Fuente: slideshare
RÓTULAS
La rótula es el elemento encargado de conectar los diferentes elementos de la suspensión a las
bieletas de mando, permitiéndose el movimiento de sus miembros en planos diferentes. La
esfera de la rótula va alojada engrasada en casquillos de acero o plásticos pretensados. Un
fuelle estanqueizado evita la perdida de lubricante. La esfera interior, macho normalmente, va
fija al brazo de mando o a los de acoplamiento y la externa, hembra, encajada en el macho
oscila en ella; van engrasadas, unas permanentes herméticas que no requieren
mantenimiento, otras abiertas que precisan ajuste y engrase periódico.
Fig 12. Rótula
Fuente: netvisa.com
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS
CANTIDAD MATERIAL GRÁFICO
3 Columnas de
dirección
1 Caja de
herramientas
6 Automóviles
PROCEDIMIENTO:
1. DIRECCION HIDRAULICA
Retirar la tapa de la bocina
Aflojar la tuerca de seguridad del volante, y retirar el mismo.
Retirar el perno o seguro de la regulación bascular de la columna de dirección
Aflojar y retirar los dos pernos de la base con la columna de dirección.
Retirar la columna de dirección, desacoplando la parte inferior de la misma con el
cajetín de la dirección.
Columna de dirección hidráulica desarmada
PROCEDIMIENTO DE ARMADO
Colocar la columna de dirección, acoplándola junto con el cajetín de la dirección.
Colocación de los pernos de la columna de dirección.
Colocación de la regulación bascular de la columna de dirección.
Colocación del volante con su respectiva tuerca de seguridad.
2. DIRECCION ELECTROMECANICA HYUNDAI
En esta maqueta solo se procedió a identificar los componentes con los cuales cuenta
esta dirección.
Sepuede identificar la unidad de control y el motor eléctrico.
Sale a la terminar de piñón y cremallera
3. COLUMNA DE DIRECCION ELECTROMECANICA
Procedemos a retirar la cubierta del Volante
Aflojamos la tuerca que sujeta al volante con la columna de dirección
Procedemos a retirar el volante
Aflojamos los pernos de sujeción de la columna de dirección de la maqueta
Columna de dirección desmontada
4. RECONOCIMIENTO DEL SISTEMA DE DIRECCION EN LOS VEHICULOS
Reconocer todos los componentes de la columna de dirección de cada vehículo.
Comprobar los accesorios de la columna de dirección
Verificar el funcionamiento de cada uno de los componentes de la columna de
dirección.
ANALISIS DE RESULTADOS
SITEMA DE DIRECCION HIDRAULICA
COMPONENTES SI NO
ACCIONAMIENTO DE LUCES X
ACCIONAMIENTO DE PLUMAS X
AIR BAG X
BLOQUEO DE DIRECCION X
CLAXON X
CONTROL DEL RADIO X
SISTEMA BASCULABLE X
SISTEMA TELESCOPICO X
SITEMA DE DIRECCION ELECTROMECANICA HYUNDAI
COMPONENTES SI NO
ACCIONAMIENTO DE LUCES X
ACCIONAMIENTO DE PLUMAS X
AIR BAG X
BLOQUEO DE DIRECCION X
CLAXON X
CONTROL DEL RADIO X
SISTEMA BASCULABLE X
SISTEMA TELESCOPICO X
SITEMA DE DIRECCION ELECTROMECANICA
COMPONENTES SI NO
ACCIONAMIENTO DE LUCES X
ACCIONAMIENTO DE PLUMAS X
AIR BAG X
BLOQUEO DE DIRECCION X
CLAXON X
CONTROL DEL RADIO X
SISTEMA BASCULABLE X
SISTEMA TELESCOPICO X
Referente a la inspección en los vehículos:
ASPECTOS TÉCNICOS DE LA DIRECCIÓN
VEHÍCULO TIPO DE
DIRECCIÓN
AIRBAG SISTEMA
BASCULANTE
SISTEMA
TELESCÓPICO
BLOQUEO
DEL
VOLANTE
TIPO DE
ENGRANAJE
CHEVROLET
GRAND
VITARA
HIDRÁULICA
PIÑÓN Y
CREMALLERA
CORSA
WIND
MECÁNICA
TORNILLO SIN
FIN Y ESFERAS
CIRCULANTES
MAZDA BT-
50
HIDRÁULICA
PIÑÓN Y
CREMALLERA
FORD
ECOSPORT
HIDRÁULICA
PIÑÓN Y
CREMALLERA
TOYOTA
PRIUS
HIDRÁULICA
PIÑÓN Y
CREMALLERA
DATSUN 1200 MECÁNICA
TORNILLO SIN
FIN Y ESFERAS
CIRCULANTES
ACCESORIOS
VEHÍCULO PLUMAS CLAXON CONTROL
DE LUCES
DIRECCIONALES CONTROL DE
AUDIO
CHEVROLET
GRAND
VITARA
CORSA
WIND
MAZDA BT-
50
FORD
ECOSPORT
TOYOTA
PRIUS
DATSUN 1200
CONCLUSIONES
Existen dos tipos de columnas de dirección la basculante y telescópica
La dirección electromecánica tiene un sistema de dirección basculante
La dirección electrónica tiene un sistema de dirección basculante
La dirección hidráulica sencilla tiene un sistema de dirección basculante
Todas las columnas de dirección poseen una palanca para ubicar el volante de acuerdo
a la comodidad del conductor
En la columna de dirección se encuentra el bloqueo de la dirección y varias palanca
como la de cambio de luces direccionales, el limpia parabrisas, y en algunas ocasiones
la palanca de la caja de cambios.
En la columna de dirección se puede apreciar la ranura para colocar la llave
La columna de dirección también posee el sistema para el bloqueo de dirección.
La columna de dirección posee una junta tipo cardan que une el volante con el cajetín
de dirección
RECOMENDACIONES
Se debe utilizar implementos de seguridad como guantes, botas con punta de acero,
franela y guaipe para evitar accidentes.
Se debe trabajar en un espacio limpio y ordenado a fin de realizar un trabajo más
cómodo y eficiente.
Se debe trabajar en un lugar amplio y con suficiente luz en donde se pueda hacer el
trabajo más rápido y eficiente.
Para proceder a desmontar la columna de dirección de los diferentes bancos tenemos
observar el manual de procedimientos.
Verificar que todos los componente de la columna de dirección este en su lugar.
Se debe colocar el volante en una posición central tanto para desarmar como para
armar la columna de dirección ya que se puede desequilibrar el movimiento de la
dirección
Se debe dejar todos los componentes de la columna de dirección en un solo lugar y
ordenados, ya que al momento de volver a armar se vuelva más fácil el trabajo.
Bibliografía albrodpulf1.wordpress.com. (s.f.). albrodpulf1.wordpress.com. Obtenido de
https://albrodpulf1.wordpress.com/2014/09/23/analisis-tecnico-columna-de-
direccion/
http://patentados.com/. (s.f.). http://patentados.com/. Obtenido de
http://patentados.com/invento/una-cerradura-antirrobo-de-bloqueo-de-direccion-
para-vehiculos-de-moto.html
http://www.nskamericas.com/. (s.f.). http://www.nskamericas.com/. Obtenido de
http://www.nskamericas.com/cps/rde/xchg/na_es/hs.xsl/manual-steering-
columns.html
http://www.volkswagenlatinoamerica.com/. (s.f.).
http://www.volkswagenlatinoamerica.com/. Obtenido de
http://www.volkswagenlatinoamerica.com/content/vw_pkw/regions/us/us_miami/br
and/es/technik-lexikon/sicherheitslenksaeule.html
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