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Tipos de Direcciones Electricas

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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR

Vida Nueva
ASIGNATURA: Sistemas del Automóvil
NIVEL: Quinto CODIGO: 20208461
ESTUDIANTE: Aules Gómez Byron Santiago
ESPECIALIDAD: Mecánica Automotriz
MODALIDAD: Semipresencial

TEMA

Investigación sobre los elementos constitutivos de una dirección eléctrica


empleados en vehículos actuales
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
 Identificar los sistemas de dirección utilizados en el vehículo.
 Diagnosticar el funcionamiento del sistema de dirección eléctrica.

1. Introducción

El creciente avance en tecnología y seguridad dentro del vehículo ha llevado al uso de


neumáticos con mayor sección de contacto o mayor ancho en su banda de rodadura, o
el uso de presiones de inflado menores, lo que nos lleva a la aparición de asistencia en
el sistema de dirección para evitar que como resultado las maniobras en el vehículo
sean más difíciles es decir la fuerza empleada en el volante para dirigir las ruedas
directrices aumente considerablemente, esto es mucho más perceptible en vehículos
con sistemas de dirección mecánicas como las analizadas con anterioridad, y mucho
más con el vehículo parado es decir en maniobras de parqueo, perdiendo uno de los
requerimientos principales en la dirección como es la suavidad.
Como no interesa sobrepasar de manera excesiva un cierto límite de desmultiplicación,
dado que tendríamos como consecuencia una gran pérdida de sensibilidad y precisión
de la dirección, en los vehículos se recurre a la asistencia de la dirección, que
proporciona una gran ayuda al conductor en la realización de las maniobras y, al mismo
tiempo, permite una menor desmultiplicación, ganando al mismo tiempo sensibilidad en
el manejo y poder aplicar volantes de radio más pequeño para ganar precisión.

1. MARCO TEÓRICO

2. DIRECCION DE ASISTENCIA ELECTRONICA


 CARACTERISTICAS
Se suprimen los componentes hidráulicos, como la bomba de aceite para servo-
asistencia, cañerías y depósitos de aceite.
 Reducción del espacio requerido, los componentes de servo-asistencia van
instalados y actúan directamente en la caja de la dirección.
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 Reducción del consumo energético. A diferencia de la dirección hidráulica, que
requiere un caudal volumétrico permanente, la dirección asistida
electromecánica solamente consume energía cuando realmente se mueve la
dirección. Con esta absorción de potencia en función de las necesidades se
reduce también el consumo de combustible.

 Estar limitado en su aplicación a todos los vehículos debido al peso de los


diferentes vehículos y al tamaño y sección de sus neumáticos por lo que mayor
es el esfuerzo que tiene que desarrollar el sistema de dirección, cuanto mayor
sea la asistencia a generar por la dirección, mayor tendrá que ser el tamaño del
motor.

1. FUNCIONAMIENTO GENERAL

Como observamos en la figura inferior el sistema está compuesto por los elementos
tradicionales de la dirección mecánica a los cuales se ha sumado los elementos de
control y censo de tal manera que se mide el par de accionamiento sobre el piñón de
dirección y se informa a la unidad de control de igual manera ocurre con el ángulo
momentáneo en que se encuentra la dirección, de esta manera la unidad de control
transmite menor o mayor intensidad de corriente al motor eléctrico mismo que a su
salida transmite su asistencia a través de la cremallera de la dirección en mayor o menor
cantidad como lo determine la unidad de control, esta unidad de control además trabaja
en conjunto con la velocidad de circulación del vehículo así como la velocidad de giro
sobre el volante. Quedando así los mecanismos mecánicos y eléctricos trabajando en
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paralelo de manera que si deja de funcionar la asistencia electrónica el vehículo puede
seguir siendo guiado por el mecanismo de dirección mecánica.

 Maniobras de paqueo
El vehículo se encuentra parado, la dirección se gira totalmente, la fuerza aplicada sobre
el volante es máxima, esto produce que el sensor de par sobre la dirección capte la
fuerza aplicada sobre la misma, de igual forma lo hace el sensor de giro sobre el volante
y finalmente, la velocidad de 0 km / h brinda los datos necesarios entregados al
calculador electrónico el mismo que basado en las curvas ingresadas en su memoria
según su diseño, provee al motor eléctrico del máximo par disponible para la asistencia
en la maniobra, de esta manera el par o esfuerzo aportado por el sistema de dirección
es el máximo para este caso.

 Funcionamiento de la dirección circulando en ciudad


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Para las maniobras dentro de la ciudad el conductor ejerce sobre el volante de la
dirección esfuerzos moderados, así como giros con ángulos moderados, esto se mide
por medio de los sensores, y se entrega al calculador electrónico al mismo tiempo con
la velocidad del vehículo promedio en la ciudad de 50 km/h aproximadamente, y con
ayuda de los mapas programados en la memoria del calculador este mide el par
necesario que puede aportar el motor eléctrico para esta situación.

2. Partes de la dirección eléctrica.

Una dirección eléctrica o electrónica es el sistema actualmente utilizado en la mayoría


de los vehículos como ayuda en la dirección, consiste en colocar un motor eléctrico en
la columna, cremallera, o en una bomba hidráulica, que es gestionado por una unidad
electrónica la cual lo hace girar en una dirección u otra en función de la demanda del
conductor, proporcionando ayuda para mover la dirección del vehículo

Las direcciones eléctricas las podemos clasificar en 3 grupos:

Columnas eléctricas
Cremalleras eléctricas
Bombas electrohidráulicas

 COLUMNA ELÉCTRICA – EPS


Las columnas eléctricas o electrónicas (EPS) consisten un motor eléctrico acoplado a la
columna de dirección mediante un sistema de corona – tornillo sinfín. Este motor va
comandado a través de una centralita, la cual, mediante la información de unos
sensores, hace actuar al motor en función de la demanda del conductor.

Esta es la columna de dirección de un Toyota Auris donde se pueden apreciar las partes.

 El Motor:
La mayor parte de los motores de las columnas eléctricas son motores brushless, es
decir motores sin escobillas. Estos motores internamente llevan una pequeña placa con
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unos sensores, los cuales indican a la centralita electrónica la velocidad y la dirección
en la que está girando el motor.

 El Sensor de Par:
Principalmente existen 3 tipos de sensores de par, los resistivos, los inductivos, y los
halls, pero el fin de todos ellos es el mismo, indicar a la centralita hacia qué lado está
moviendo el conductor el volante y la fuerza con la que lo mueve. El sensor de par
realmente son dos sensores, el sensor de par principal y el sensor de par secundario,
esto sirve para validar la señal, es decir la señal de par principal debe tener concordancia
con la secundaria sino la centralita entiende que el sensor está mal y deja de hacer
funcionar el motor dejando la dirección eléctrica únicamente como mecánica.

 Sensor de Ángulo:
Hay columnas que llevan este sensor y otras que no lo llevan por qué no lo usan para
su funcionamiento. Normalmente va situado o en la propia columna con el sensor de
par, o debajo del volante donde va el arillo del airbag.

Las columnas que lo llevan lo usan para saber cómo están las ruedas, es decir si están
en posición recta, o giradas hacia algún lado. De esta manera cuando el conductor
suelta el volante después de un giro ayuda a que la dirección retorne a 0, posición de
ruedas rectas.

 La centralita:
Se encarga de gestionar el correcto funcionamiento del motor eléctrico a través de las
señales recibidas del propio motor, del sensor de par, del sensor de ángulo y de la UCE
motor. A través de dichas señales la centralita decide hacia qué lado gira el motor y el
par con lo que lo hace.

La UCE motor informa a la unidad de dirección de que el motor térmico está en marcha,
para que ésta se ponga en funcionamiento. También la informa de la velocidad a la que
va el vehículo para que esta reduzca la potencia con la que trabaja el motor eléctrico de
la dirección.

Ante cualquier señal errónea la dirección eléctrica dejará de funcionar, es decir, quedará
como una dirección mecánica o se pondrá en estrategia dando una asistencia reducida.
A parte encenderá el testigo del cuadro para informar al conductor de que hay un
problema en la dirección. Hay veces que, al ser un fallo esporádico, con quitar y poner
contacto la dirección vuelve a funcionar. Si el fallo es permanente no volverá a funcionar
hasta que el problema sea subsanado.

3. CREMALLERA ELÉCTRICA – EPSR


La cremallera de dirección eléctrica o electrónica (EPSR) es básicamente igual a una
columna de dirección eléctrica (EPS) salvo por la diferencia de que el motor eléctrico en
lugar de estar en la columna se encuentra situado en la cremallera.
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El funcionamiento de las cremalleras electrónicas es exactamente igual al de las


columnas eléctricas. Ambas tienen un sensor de par, en el caso de las cremalleras va
situado en el piñón de entrada. También puede tener un sensor de ángulo con el mismo
fin que en las columnas, aunque este va también situado en la cremallera junto con
sensor de par o debajo del volante.

El motor eléctrico también suele ser brushless (Sin escobillas) y va comandado igual
que el de las columnas. Este motor puede ir situado atacando directamente a la
cremallera a través de una corona y un sinfín o un piñón y una correa; o puede atacar
al piñón de entrada a través de una corona y un sinfín.

La centralita necesita las mismas señales de la UCE motor que en el caso de las
columnas, y actúa de la misma manera en caso de detectar algún fallo de
funcionamiento en alguno de los componentes del sistema.

 VENTAJAS E INCONVENIENTES DE ESTOS SISTEMAS


Las principales ventajas son:

La reducción de consumo energético debido a que solo consumen cuando se activan


Menos ruidos
En el caso de las cremalleras y columnas eléctricas se eliminan las tuberías, distribuidor,
bomba de presión y las averías que podían ocasionar.
Reducción de tamaño y peso.
Inconvenientes:

No se pueden aplicar a todo tipo de vehículos, a mayor tamaño del vehículo mayor son
las ruedas y por lo tanto mayor es el esfuerzo que debe hacer el motor, lo que en algunos
casos lo hace inviable.
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3. BIBLIOGRAFÍA

 CELIS, Enríquez, sistema de dirección, http://automecanico.com


 VARGAS Juan Carlos, (2003) “Guía práctica de mecánica automotriz”
 WLEY Jhon, (1999), “Enciclopedia de la mecánica”, INGENIERIA Y
TECNICA
 ALONSO J. M., (1998) “Manual práctico del automóvil”

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