Este es un tipo de cilindro de doble efecto que se encarga de transformar la presión de aceite en fuerza auxiliar que actúa sobre la cremallera de la dirección o sobre los distintos tipos de mecanismos de mando.

Se pueden clasificar en:

• Servo dirección hidráulica con cilindro exterior
• Servo dirección hidráulica con cilindro integrado
• Servo dirección hidráulica de asistencia variable.(con ayuda electrónica)

Es los sistemas de piñón cremallera se utiliza mucho el cilindro exterior. Los cuales pueden clasificarse en:

• Cilindro paralelo
• Cilindro en el eje

CILINDRO PARALELO

El cilindro es un componente autónomo que se encuentra fuera de la caja de la dirección. En la figura se observa la disposición de los componentes de un tipo de montaje de cilindro exterior en paralelo. Las ventajas que presentan estos sistemas son las de permitir un escaso desplazamiento axial y la facilidad de trabajo en caso de desmontarla para una reparación. Por la contraparte presenta la desventaja de un desplazamiento radial y el hecho de que el esfuerzo de presión se aplique sobre el brazo de palanca en relación con el pistón.

CILINDRO EN EL EJE

El cilindro en el eje es, por su misma construcción, integrado al mecanismo de prolongación de la cremallera. En las figuras se observan los dos tipos de montaje. En relación con el sistema anterior presenta la ventaja de que no necesita tantos elementos externos, también presenta mayor dificultad de desplazamiento. Al tener una unión de la cremallera con el pistón, la hace más larga, lo que es necesario que su rectitud sea muy buena y estén perfectamente alineados.

 FUNCIONAMIENTO GENERAL

El cuerpo de la caja (1) tiene la función del cilindro operador para el pistón (2), el cual transforma el giro del eje del conjunto de dirección y del árbol de mando(3), en un movimiento axial y de rotación del eje de mando de la tirantería o árbol de salida(4). Sobre la parte interna del pistón, esta mecanizado un desarrollo helicoidal en el cual se aloja el tornillo sin fin (5). La unión entre las dos partes tiene lugar mediante la circulación de bolas (6), en circuito cerrado en la rotación del tornillo sin fin. Las bolas que alcancen el extremo del acoplamiento entre el tornillo sin fin y el pistón, vuelven nuevamente a introducirse en el otro extremo del tubo circulatorio (7).

De la caja de dirección sale el eje de mando (3) que se une al eje interior del conjunto de mando de la dirección a través de una junta cardan.

En el interior de la caja el eje de mando tiene dos brazos provistos en sus extremos en sus extremos de dos pernos, aplicados perpendicularmente en los orificios, practicados en los pistones válvula (9 y 10).

La rotación del volante, y por lo tanto la del eje de mando, provoca desplazamiento de los pistones (9 y 10) en sus orificios de alojamiento. Dicho desplazamiento determina la apertura y el cierre de los orificios de paso de aceite, el cual se conduce a las cámaras A y B del cilindro operador. El eje interior de conjunto de mando de dirección está también unido al tornillo sin fin mediante una barra de torsión (18).

Si el esfuerzo periférico aplicado sobe el volante, no supera el valor de inercia de la barra de torsión, esta acciona al tornillo sin fin y el sistema funciona como una caja de dirección normal. Si el esfuerzo supera el valor indicado, a causa de la elasticidad de la barra se da una rotación relativa, entre eje de mando y el tornillo sin fin, necesaria para el desplazamiento axial de los pistones y por lo tanto la intervención del dispositivo hidráulico. Al recuperar el volante, la barra de torsión provoca el retorno de los pistones a la posición neutra, esto permite una óptima reversibilidad del sistema de dirección.

La cantidad de aceite bajo presión está regulada por la válvula de regulación (8), incorporada en la bomba, la cual garantiza la cantidad de aceite bajo presión necesaria independientemente del número de revoluciones del motor.

FUNCIONAMIENTO DE ACUERDO A SU POSICIÓN

VEHICULO EN LÍNEA RECTA

El aceite que proviene de la bomba, actúa sobre los pistones (9 10), los cuales se encuentran en posición neutra. En dichas condiciones los canales de paso (11 y 12) están abiertos y en consecuencia permiten el paso de aceite a través de los orificios radiales (13y 14) y los correspondientes conductos a la cámara A y B del cilindro operador (1) y mediante los orificios (15 y 16) el aceite retorna al depósito.

 VEHÍCULO GIRANDO A LA DERECHA

Cuando el volante se gira a la derecha, los pistones (9 10) asumen las posiciones ilustradas en la figura, con ello se abrirá la abertura de entrada (11), mientras se cerrara la abertura (12). El aceite a presión para a través de la abertura (11) y del conducto (13), será conducido hacia la cámara A del cilindro operador. En dicha cámara se genera una notable presión, la cual actúa sobre el pistón operador (2), y lo desplaza hacia abajo, transmitiendo el movimiento a través de la cremallera al sector dentado del árbol de salida (4) y este a las ruedas por medio de la tirantearía de la dirección. El aceite llega también a la abertura de retorno (16), la cual estando cerrada, no permitirá el flujo de aceite al centro del pistón (10). Al mismo tiempo el aceite contenido en la cámara B será obligado a fluir al conducto radial (14) y de la abertura de retorno (15), la cual estando abierta permitirá al aceite fluir al centro de los pistones, y de ellos al deposito de la bomba a través del tubo de retorno.

VEHÍCULO GIRANDO A LA IZQUIERDA

Cuando el volante es girado hacia la izquierda, el pistón (9) cerrara el paso de aceite, mientras que el pistón (10) abrirá más la ranura (12) y el aceite fluirá a la cámara B a través del conducto radial (14). La presión actuara sobre el pistón (2), haciéndolo retornar. Dicho pistón transmitirá el movimiento al sector dentado del árbol de salida (4) y de este a la tirantería de la dirección. El aceite bajo presión llegara también a la ranura de retorno (15), la cual al estar cerrada no permitiría que el flujo de aceite contenido en la cámara A será obligado a fluir a través del conducto radial (13) y ranura de retorno (16), la cual al estar abierta permitirá al aceite fluir al centro de los pistones (9 10) y de ellos al depósito de la bomba a través de las tuberías de retorno.

REFERENCIAS:

• http://www.aficionadosalamecanica.net/direccion-asistida-hidra.htm
• https://es.wikipedia.org/wiki/Direcci%C3%B3n_asistida
• http://www.fierrosclasicos.com/diferencias-entre-la-direccion-hidraulica-y-asistida/
• http://www.taringa.net/posts/autos-motos/17175236/Direccion-Hidraulica-Automotriz-Como-funciona.html