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Transmisiones.
Cajas de cambio. Tipos y funcionamiento.
Dejar un comentario Publicado por electromecanicafacil en 24/07/2012
Gearboxes. Types of gearboxes. PDF englishversion —>clickhere
La caja de cambios es un elemento mecánico que transforma el par motor y las
revoluciones desarrolladas por el motor para adaptar la fuerza a las condiciones de
conducción sobre el terreno.
La caja de cambios no actúa sobre la potencia del motor, está permanece invariable, lo que
si hace es actuar sobre el par motor, aumentando o reduciendo el mismo según las
condiciones de terreno.
Las revoluciones y la potencia que en sí desarrolla un motor no pueden ser atendidas por el
mismo motor en sí. En diferentes situaciones es imprescindible la actuación de la caja de
cambios para aumentar o disminuir el par desarrollado por el motor. Esta situación se ve
expresada en la siguiente ecuación.
Cm.- par desarrollado por el motor
Cr.- par resistente en las ruedas
n.- número de revoluciones en el motor
n1.- número de revoluciones en las ruedas

2. Si no existiera la caja de cambios el número de revoluciones del motor (n) se transmitiría
íntegramente a la ruedas (n = n1), con lo cual el par a desarrollar por el motor (Cm) sería
igual al par resistente en las ruedas (Cr).
Según esto si en algún momento el par resistente (Cr) aumentara, habría que aumentar
igualmente la potencia del motor para mantener la igualdad Cr = Cm. En tal caso, se
debería contar con un motor de una potencia exagerada, capaz de absorber en cualquier
circunstancia los diferentes regímenes de carga que se originan en la ruedas durante un
desplazamiento. Es por esto que cuando aumenta la fuerza resistente, la caja de cambios
aumenta el par sin necesidad que el motor aumente su potencia de forma exagerada.
En el siguiente link, observamos gráficamente el funcionamiento de una caja de cambios
manual (también válido para manual pilotada en cuanto a mecanismo).
En este otro enlace observamos el funcionamiento en modo animación de una caja de
cambios. En este caso pertenece a una caja de cambios para propulsión trasera o de toma
constánte.
Tipos de cajas de cambio:
- Manuales: necesitan la intervención del conductor en todo momento para cambiar
de marcha. El conductor controla todos los elementos; embrague y caja de cambios.
- Automáticas: No precisan de la intervención del conductor, salvo en un primer
momento inicial para seleccionar si desea ir hacia delante o hacia detrás. Los vehículos con
caja de cambios automática no poseen embrague convencional, sino que poseen convertidor
de par; símil del embrague en las cajas de cambio manuales. En las cajas de cambio CVT
(continua variable) no se dispone ni de embrague ni de convertidor de par. La caja de
cambios CVT posee en su interior dos embragues multidisco bañados en aceite dentro de la
caja de cambios, uno para su funcionamiento en marcha normal y otro para la marcha atrás
- Manuales pilotadas: estas se confunden con las automáticas. Son cajas de cambio
que funcionan como una manual, pero el embrague y el cambio de marchas es realizado por
elementos actuadores que cambian de marcha. Estas cajas de cambio tienen un modo
manual en el cual el conductor puede actuar sobre el cambio accionando unas levas en el
volante o con un toque hacia arriba o hacia abajo en la palanca de cambios. Además estas
cajas de cambio poseen un modo automático en el cual el conductor no tiene que intervenir
en absolutamente nada. El sistema de transmisión, mediante sus actuadores, acciona el
embrague y la transmisión de forma totalmente automática.
La diferencia entre manual y automática es por la construcción interna de la caja de
cambios, que como veremos es totalmente diferente. En cambio una manual pilotada es por
dentro exactamente igual que una manual, pero accionada automáticamente por sus
actuadores.

3. Actualmente, tanto en vehículos industriales como en turismo, la tendencia está a montar
cajas de cambio manual pilotada cuando el comprador desea un cambio “automático”, esto
es debido a que con la gestión electrónica del cambio y tener características de una caja
manual se reduce mucho el consumo y se optimiza la conducción.
Cajas de cambio manuales.
Cajas de cambio de toma directa (2 ejes):
Son las utilizadas en vehículos de tracción delantera. Su construcción es simple y
compacta, ya que tienen que compartir espacio con el motor en la parte delantera del
vehículo además de alojar el grupo diferencial en su interior.
Estas cajas de cambio poseen dos ejes, uno por el cual llega la transmisión del motor,
también llamado primario y el secundario, por el cual, a través de los piñoes seleccionados
se transmite la fuerza hacia el grupo cónico diferencial, que a su vez, mediante los palieres
lanza la transmisión mecánica de giro a las ruedas.
El eje primario puede ser fijo o no, al igual que el secundario que puede ser fijo o no. Hay
cajas de cambio que va mitad y mitad, todo depende de la arquitectura adoptada y del
diseño del fabricante. No obstante, eso no es determinante para el rendimiento, ya que
funcionan todas exactamente igual.

4. En el dibujo de la parte superior vemos como llega la transmisión del motor al eje primario,
se transmite al secundario a través de los piñoes de la marcha engranada y de éste al
diferencial para trasmitir la fuerza mecánica de giro a las ruedas.
Cajas de cambio de toma constante (3 ejes):
Estas cajas de cambio están diseñadas para vehículos de propulsión trasera y poseen 3 ejes,
aunque visualmente parece que tengan solamente dos. Se reconocen fácilmente ya que
poseen un tamaño muy alargado y voluminoso y se sitúan en la parte central del vehículo,
sobre su eje longitudinal. El motor adopta de este modo una configuración longitudinal.
Estas cajas de cambio también se conocen con el nombre de cajas de cambio de toma
constante, ya que posee dos piñones que permanecen siempre engranados, los cuales
transmiten la fuerza al eje intermediario (que suele ser fijo) y a través de los
sincronizadores, situados en el tercer eje, se engrana la marcha. La fuerza mecánica

5. resultante abandona la caja de cambios por su parte posterior hacia el grupo diferencial,
situado en el eje trasero del vehículo.
En la imágen de la parte superior observamos representada una caja de cambios de toma
constante. Podemos ver como el primario (color verde) está engranado continuamente con
el rojo (eje intermedio). Los sinctonizadores situados en eltercer eje engranan el piñón
correspondiente con el eje intermediario y a través del eje terciario (amarillo) transmitimos
el movimiento al grupo cónico diferencial.
Esta caja de cambios es de 6 velocidades. La 6 velocidad se engrana mediante un
sincronizador (no representado) que une directamente el primario con el terciario (sin pasar
por el intermediario) transmitiendo íntegramente las revoluciones del motor al eje terciario
y por tanto, al grupo diferencial.
En la
representación gráfica de la parte superior observamos una caja de cambios de toma

6. constante de 4 velocidades. La cuarta velocidad es engranada mediante el sincronizador
más cercano al embrague que une el eje 1 y 3 de forma directa.
Cajas de cambio automáticas.
En el cambio manual las marchas se engranan intercalando un juego de piñones pero en un
cambio automático esto se consigue de forma totalmente diferente; con un juego de
planetarios.
Un engranaje planetario consta de tres elementos básicamente: un engranaje planeta en la
parte interior, los satélites (3) que giran alrededor del planeta y una corona alrededor de los
satélites. Con un solo juego de planetarios logramos hasta 4 velocidades, 3 hacia delante y
1 hacia atrás.
En la relación más corta la potencia del motor entra por el planeta y de ahí sale por los
satélites.
En la relación intermedia el planeta no gira y el par se obtiene por la corona entrando la
potencia por el satélite.
En la relación más larga la potencia del motor entra por la corona, y a través de los satélites
la potencia sale por el planeta.
En la marcha atrás la potencia entra por el planeta, el porta-satélite se bloquea (pero los
satélites no, actuando de piñón intermedio) y la corona entonces gira al revés invirtiendo el
giro.
Las cajas de cambio automáticas no constan de un solo juego de planetarios, ya que solo
lograríamos 3 velocidades y con relaciones muy largas si queremos obtener las prestaciones
normales de un turismo que posee 5 o 6 velocidades. Las cajas de cambio automáticas
poseen 2 ó 3 (o incluso más en las más sofisticadas) juegos de planetarios, con diferentes
relaciones entre uno y otro, que intercalándolos se consiguen cambios automáticos de 6 ó
más velocidades.
Este tipo de caja de cambios fue las que primero se montaban en los vehículos turismos de
propulsión trasera (antes de que saliesen al mercado las cajas pilotadas de doble embrague)
y se siguen montando en grandes berlinas y turismos de alta gama de propulsión trasera
enfocados al confort. Las cajas de cambio que utilizan hoy y día estos turismos poseen
hasta 8 velocidades.
Para conseguir intercalar en estas cajas de cambio los diferentes conjuntos planetarios, la
caja posee en su interior una serie de frenos y embragues que ayuda a frenar o a obligar a
girar loco a los diferentes conjuntos para lograr la relación deseada. En los siguientes
videos podemos hacernos una idea del funcionamiento de estas cajas de cambio y su
construcción interna.

7. - Caja de cambios Continua Variable CVT.
Estas cajas de cambio son completamente diferentes a las cajas de cambio automáticas
mediante planetarios a pesar de ser automáticas. Estas cajas de cambio están enfocadas para
montarse en vehículos automáticos de tracción delantera, donde el espacio es muy
reducido.
Estas cajas de cambio han experimentado un gran auge y una gran evolución gracias a que
son utilizadas actualmente en los vehículos híbridos de tracción delantera.
Por fuera la caja de cambios CVT es muy similar a una caja de cambios manual y está
ubicada en el mismo sitio, pero hay notables diferencias.
Para empezar este cambio no lleva convertidor de par, la potencia del motor pasa
directamente al eje primario que la transmite a un solo planetario, de aquí salen solo dos
marchas para adelante y para atrás. También posee solo dos embragues hidráulicos, uno
para la marcha adelante y otro para la marcha atrás.
El secundario del planetario y los embragues hacen mover una polea especial la cual porta
una correa de acero que mueve otra polea. En función del número de las r.p.m. los
diámetros de estas poleas van variando consiguiendo infinitas relaciones de transmisión
(hasta un tope lógicamente). En la marcha atrás el sistema emplea una transmisión fija.
En el siguiente video podemos ver como funciona una caja de cambios CVT de forma
gráfica.
- El convertidor de par.
Para más información sobre el convertidor de par accede desde este enlace hacia el post
dedicado exclusivamente a él.
Caja de cambio automática. Funcionamiento.
Funcionamiento de la caja de cambios ZF.
Animacines de una caja de cambios automática
Cajas de cambio Manual Pilotada.
La característica principal de estas cajas de cambio es que incorporan un doble eje
secundario para ganar rapidez en el cambio y que se haga de forma prácticamente
instantánea. Las que no poseen doble eje secundario poseen un doble embrague que
sincroniza un doble eje primario (dividido en su interior) que aparentemente es un solo eje
primario. En el caso del doble embrague el eje secundario es fijo. En las cajas de cambio de
doble secundario el primario es el tren fijo.

8. En este tipo de cambios lo que ocurre es que se engranan dos marchas a la vez, una par,
otra impar y viceversa, haciendo que una transmita el movimiento al grupo y la otra
permanece en espera para ser engranada por el otro embrague, haciendo que el cambio sea
realmente rápido y suave.
En función de nuestra conducción el cambio va sincronizando las marchas para alcanzar
mayor velocidad (aceleración) o bien para reducir marchas (deceleración, pedal del
acelerador totalmente levantado).
- Cambio PDK de Porche:
Este cambio es especialmente llamativo por su construcción, la caja de cambios parece de 3
ejes, pero en su interior se encuentra una caja de dos ejes con doble embrague que logra
unos resultados fantásticos en cuanto a respuesta del cambio. El diseño es así ya que en la
mayoría de los vehículos porche el motor está ubicado en la parte posterior así como la caja
de cambios y la propulsión es trasera.
Aquí encontramos físicamente la caja de cambios PDK de Porche. Estos vehículos
incorporan el motor en la parte trasera, con propulsión trasera, es por eso que el grupo va
instalado en la misma caja de cambios, en la parte delantera de la misma para proporcionar
tracción a las ruedas traseras.

9. En esta imágen observamos con el eje primario queda dividido en dos secciones (roja y
verde) correspondiente a marchas pares e impares. En el eje primario se engranan
consecutivamente dos marchas, una par y otra impar (la que está engranada con la que
próximamente engranará) intercambiando en el momento del cambio sólamente los
embragues y obteniendo el resultado en centésimas de segundo, con suavidad y continuidad
asegurada.
- Cambio DSG del grupo VAG.
Esta caja de cambios es similar a la Powershift de Ford con doble embrague. Uno de los
secundarios posee las marchas pares y el otro las marchas impares con los sincronizadores
comandados por válvulas electrohidráulicas situados en los secundarios. Ambos
secundarios poseen un piñón de ataque que va a parar a la corona, es como una caja de
cambios de dos ejes, pero con el doble de componentes.

10. Como podemos apreciar en la imágen superior, los dos secundarios quedan conectados a la
corona, pero solo mediante los embragues dejamos actuar a uno u otro (marcha par o
impar) manteniendo dos marchas engranadas pero solo actúa una. Este cambio es de diseño
compacto, como ya se ha dicho antes, para vehículos de tracción delantera. El diseño como
el PDK de porche se aplica para vehículos de propulsión trasera.
En el siguiente video podemos apreciar de forma rápida el diseño y cosntrucción de una
caja de cambios DSG.

11. - Cambio TCT del grupo Fiat.
Este cambio es similar al PDK de porche, con doble embrague, pero con un diseño similar a
la caja de cambio DSG. En este caso posee el primario dividido en dos y los ejes
secundarios no son fijos. Es un diseño alternativo con un sistema alternativo para
incorporar un cambio de doble embrague a vehículos de tracción delantera con un
embrague a cada lado del volante motor. Este sistema permite ahorrar espacio ya que la
caja de cambios no es tan larga como las otras.
En el siguiente vídeo podemos observar visualmente como funciona esta caja de cambios.
Cajas de cambio. Transmisiones., Temas técnicos
El convertidor de par.
Dejar un comentario Publicado por electromecanicafacil en 03/01/2012
Torque Converter —> PDF englishversion. Clickhere

12. Es un mecanismo que se utiliza en los cambios automáticos en sustitución del embrague, y
realiza la conexión entre la caja de cambios y el motor. En este sistema no existe una unión
mecánica entre el cigüeñal y el eje primario de cambio, sino que se aprovecha la fuerza
centrífuga que actúa sobre un fluido (aceite) situado en el interior del convertidor.
Consta de tres elementos que forman un anillo cerrado en forma toroidal (como un
“donuts”), en cuyo interior está el aceite. Una de las partes es el impulsor o bomba, unido al
motor, con forma de disco y unas acanaladuras interiores en forma de aspa para dirigir el
aceite. La turbina tiene una forma similar y va unida al
cambio de marchas. En el interior está el reactor o estator, también acoplado al cambio.
Cuando el automóvil está parado, las dos mitades principales del convertidor giran
independientes. Pero al empezar a acelerar, la corriente de aceite se
hace cada vez más fuerte, hasta el punto de que el impulsor y la turbina (es decir, motor y
cambio), giran solidarios, arrastrados por el aceite.
Funcionamiento
- Esquema de funcionamiento
El funcionamiento del convertidor de par se puede asemejar al funcionamiento de dos
ventiladores enfrentados uno del otro. El primero se encuentra conectado y encendido,
mientras que el otro apagado, el movimiento y la fuerza del aire que golpea las aspas del
ventilador apagado hacen que este empiece a impulsarse e intentar mantener la velocidad
hasta llegar al punto de igualar la velocidad del otro ventilador.
- Funcionamiento Real
El convertidor se acciona al impulsar el aceite del cárter hacia el impulsor y de este el
aceite va hacia las aspas internas de la turbina (rodete conducido), girando en el mismo
sentido que el impulsor.
Cuando el aceite sale del impulsor reacciona contra los aspas del estator aumentando la
fuerza de giro (par −motor), cuando el aceite choca con la parte frontal de las aspas, antes
de que la velocidad sea la misma del impulsor; cuando la velocidad de la turbina se va

13. igualando a la del impulsor la fuerza o par− motor va disminuyendo, mientras que el estator
permanece fijo debido al cojinete de un solo sentido que le impide girar en sentido
contrario a los rodetes.
Cuando las velocidades del impulsor y la turbina son iguales termina la reacción sobre el
estator y éste gira en el mismo sentido que los rodetes, por el motivo que el aceite choca
con la parte interna de las aspas, funcionando el conjunto como un embrague hidráulico y
con una relación de velocidad y par de 1:1: es decir, el eje conducido unido a la turbina gira
a igual velocidad y con la misma fuerza que el eje motor.
-
Partes
Al elemento conductor se le llama impulsor o bomba, porque es el que recibe el
movimiento del motor, al que está unido, e impulsa el aceite contra el conducido. El
elemento conducido se llama turbina, y va acoplada a la caja de cambios.
Pero el convertidor de par incluye un tercer elemento que viene a mejorar las condiciones
de funcionamiento en la circulación del aceite, se trata del estator, dentro del estator se
encuentra un cojinete de un solo sentido, lo que permite que este solo gire en un
determinado sentido. Está montado sobre un mecanismo de rueda libre que le permite
desplazarse libremente cuando los elementos del convertidor giran a una velocidad
aproximadamente igual.

14. Cajas de cambio. Transmisiones., Temas técnicos
Geometría de la dirección.
Dejar un comentario Publicado por electromecanicafacil en 22/09/2011
Para determinar la posición de las ruedas en movimiento, tanto en línea recta como en
curva, todos los órganos que afectan a la dirección, suspensión y ruedas tienen que cumplir
unas condiciones geométricas, que están dterminadas por la geometría de giro y la
geometría de ruedas.
Estas condiciones permiten la orientación de las ruedas delanteras con seguirdad y
precisión para que el vehículo tome la trayectoria deseada por el conductor.

15. 1.1 GEOMETRÍA DE GIRO.
Cuando el vehículo toma una curva, la trayectoria recorrida por cada una de las ruedas es
diferente, porque tienen distinto radio de curvatura. Por tanto, la orientación que hay que
dar a cada una de ellas es distinta. Mas concretamente, la rueda interior debe girar más
grados que la rueda exterior.

16. La geometría de giro se consigue
dando a los brazos de acoplamiento una inclinación determinada de forma que, cuando el
vehículo circula en línea recta, la prolongación de los mismos debe coincidir con el centro
del eje trasero.
Para evitar el arrastre de las ruedas a tomar la curva se recurre al principio de Ackerman:
Las trayectorias descritas por las cuatro ruedas del vehículo al describir una curva han ser
circunferencias concéntricas; es decir, debe haber un único centro de giro para las cuatro
ruedas llamado centro instantáneo de giro (CIG).
1.2 GEOMTERÍA DE LAS RUEDAS.

17. Para obtener una dirección segura y fácil de manejar las ruedas tienen que obedecer las
órdendes del conductor, mantener el vehículo estable y no padecer holguras con las
irregularidades del terreno. Por tal motivo las ruedas deben cumplir una serie de
condiciones geométricas denominadas cotas de dirección.
Éstas son las siguientes.
- Ángulo de caída (rueda).
-Ángulo de salida (mangueta).
-Ángulo de avance (mangueta).
-Ángulo includio (mangueta).
-Cotas conjugadas.
-Convergencia (rueda).
1.2.1 Ángulo de caída (camber).
Es el ángulo comprendido entre la horizontal y el eje de la mangueta en el plano tranversal
del vehículo.
Es un ángulo pequeño y está comprendido entre 0º y 2º.
El ángulo de caída favorece:
-Compensa la deformación por flexión del tren delantero.
-Desplaza el peso del vehículo sobre el eje, que está apoyado en la parte interior de la
mangueta, disminuyendo así el empuje lateral de los cojinetes sobre los que se apoya la
rueda.
-Evita el desgaste de neumáticos y rodamientos.
-Reduce el esfuerzo de giro del volante de dirección.
Cuando el ángulo de caida se encuentra mal reglado:
-Cuando existe una caída fuera de tolerancia hace que el vehículo se desplace hacia el
ángulo con mayor caída.
-Provoca un desgaste anormal y rápido del neumático. Por la cara interior si la caída es
negativa y por la cara exterior si es positiva.

18. Un ángulo de caida es negativo cuando la parte superior de las ruedas queda volcada hacia
el vehículo y positivo cuando queda volcada hacia la parte exterior del vehículo.
1.2.2 Ángulo de salida (inclinación del pivote / king ping).
También llamado ángulo de pivote está
formado por el ángulo que forma la prolongación del eje del pivote sobre el cual la rueda
gira para orientarse.
La misión de este ángulo consiste en:
-Reducir el esfuerzo para realizar la orientación de la rueda.
-Disminuir el ángulo de caída para mejorar el desgaste.
-Favorecer la reversibilidad de la dirección.
En caso de que este ángulo se encuentre fuera de sus cotas aparecerían uno o varios de los
siguientes inconvenientes:
-Desgaste anoral y rápido del neumático en toda su superficie.
-La banda de rodadura del neumático está desgastada de forma creciente de un lado a otro.
-Un exceso de salida provoca una dureza en la dirección y un retorno muy brusco.
-Un defecto de salida provoca poca reversibilidad en la dirección.
1.2.3 Ángulo de avance (caster).

19. Es el ángulo formado por la prolongación del
eje del pivote con el eje vertical que pasa por el centro de la rueda y en sentido de avance
de la misma.
Este ángulo permite:
-Mantener la dirección estable y precisa, con un efecto direcconal o autocentrado del
vehículo.
-Favorecer la reversibilidad para que las ruedas vuelvan a la línea recta después de tomar
una curva.
-Evitar las vibraciones en las ruedas y la consiguiente reprecusión en la dirección.
-El efecto de avance aumenta en las ruedas directices y disminuye en las ruedas directrices
motrices.
-En vehículos de tracción delantera el avance suele estar comprendido en unos 3º.
-Para vehículos de propulsión trasera este ángulo se comprende entre 5 y 10º.
En caso de que los ángulos sean desiguales o estén mal regulados provocaremos que el
vehículo muestre poca reversibildiad o excesiva dureza (en defecto y en exceso de ángulo)
y que el coche se desvíe hacia el lado que menor avance tenga.
En esta cota, el resultado es positivo cuando, en sentido de marcha, el ángulo sobre sale por
la parte delantera, y negativo en caso contrario.
1.2.4 Cotas conjugadas y ángulo incluido.

20. El ángulo comprendido entre el eje del
pivote y el eje de la mangueta. Las cotas conjugadas está formadas por el ángulo incluido y
el ángulo de avance. Este ángulo tiene una gran importancia ya que permite reducir los
efectos de reacción de las ruedas contra el suelo y diminuir el desgaste de las rótulas y los
rodamientos de la mangueta.
1.2.5 Convergencia.
Es el más conocido y el que debe regularse en
todos los vehículos.
La convergencia determina el paralelismo existente entre los ejes longitudinales de las
ruedas visto el vehículo desde arriba y en sentido normal de la marcha.
Si desde esta vista ya citada, la parte delantera del neumático se sitúa más cercana hacia el
vehículo estamos hablando de convergencia positiva. En cambio si la parte delantera sale
hacia el exterior estamos hablando de convergencia negativa o divergencia.
La misión de este ángulo es permitir que las ruedas vallan paralelas en cada eje con la
marcha.

21. Los efectos dinámicos de la convergencia son
los siguientes:
-En ruedas motrices, el ángulo existente es divergente (-) ya que con la inercia de giro, las
ruedas tienden a ponerse rectas.
-En ruedas no motrices, el ángulo es positivo ya que por la inercia tienden a ser divergentes.
-Un exceso de convergencia provocaría desgaste por la cara exterior del neumático.
-Un exceso de divergencia provocaría un desgaste por la cara interior del neumático.
Cajas de cambio. Transmisiones., Temas técnicos
Dirección asistida.
Dejar un comentario Publicado por electromecanicafacil en 19/09/2011
Thepowersteerling in englishversionbyprofessionalautomotive. PDF —>clickhere
La ya extendida dirección asistida nos facilita mucho la labor a la hora de girar el volante
de nuestro vehículo.
Aquí dejo unos videos explicativos sobre la dirección asistida hidráulica y la dirección
asistida eléctrica. Más abajo podéis encontrar apuntes sobre todos los sistemas de dirección
asisitida en general.
Dirección asistida hidráulica.
Dirección asistida eléctrica.

22. La dirección asistida.
CONTENIDOS:
1. ASISTENCIA HIDRÁULICA.
2. ASISTENCIA VARIABLE
ELECTROMECÁNICA.
3. ASISTENCIA VARIABLE HIDRÁULICA.
4. INTERVENCIONES EN EL SISTEMA.
1. ASISTENCIA HIDRÁULICA.
La dirección asistida consiste en una sistema, hidráulico, electromecánico o
electrohidráulico, en el que se le facilita al conductor en control de la dirección del vehículo
haciendo que a baja velocidad el conductor tenga que hacer poco esfuerzo y a mayor
velocidad permite un control óptimo de la dirección.
La asistencia hidráulica y eléctrica es la más utilizada en las direcciones, para ello se
dispone de la dirección mecánica generalmente de:
Cremallera.
Tornillo sinfin.
Tornillo sinfin con bolas circulantes.
La asistencia hidráulica es proporcionada por un circuito hidráulico en el que éste circula
independientemente de la asistencia requerida.
1.1. ASISTENCIA HIDRÁULICA EN
CREMALLERA.
Puede darse de dos maneras: Actuando sobre el propio mecanismo de la dirección o bien
actuando sobre la barra de acoplamiento.
- Dirección asistida sobre el mecanismo.
En la propia caja de la cremallera se encuentra el cilindro de asistencia con dos cámaras.
- Dirección asistida sobre la barra de acoplamiento.

23. El cilindro de asistencia actúa fuera de la cremallera y se une a la barra de acoplamiento
mediante una unión fija exterior.
1.1.2. ÓRGANOS DE LA DIRECCIÓN ASISTIDA DE
CREMALLERA.
- Depósito.
Su misión consiste en almacenar el líquido y recoger el fluido procedente del retorno para
ponerlo siempre a disposición de la bomba.
El depósito incorpora válvula de seguridad en el tapón, filtro y visualizador de nivel.
Está hecho de chapa embutida o plástico. Puede ir incorporado en la misma bomba aunque
normalmente es externo a la misma.
- Bomba.
Su misión consiste en lanzar el líquido hidráulico a presión hacia el circuito para garantizar
la asistencia. Funciona a nos 80 o 100 bar y se acciona mediante una polea con el giro del
motor térmico.
- Regulador de caudal y presión.
Su misión es mantener la presión del circuito entre 80 y 100 bares para evitar daños en el
sistema por sobrepresión.
Este regulador de caudal y presión está generalmente incorporado en la bomba. Consta de
dos válvulas: una que mantiene el caudal constante y otra que limita la presión en el
circuito en caso de sobrepresión.
Está formada por un émbolo que se aloja en un cuerpo cilíndrico y sobre su asiento
mediante la presión de un muelle tarado.
En el interior del émbolo va incorporada una válvula de descarga de presión formada por
una bola y su correspondiente muelle tarado.
- Válvula distribuidora.
Es la encargada de enviar la presión a las cámaras de cilindro de asistencia según se
requiera para efectuar la asistencia en el giro.
Posee cuatro orificios, de los cuales, dos de ellos van a cada una de las cámaras del cilindro
de asistencia. Oro de ellos es el retorno al depósito y otro de ellos es la entrada de alta
presión.

24. La pieza que une la válvula distribuidora a la columna de la dirección se llama barra de
torsión. Esta absorbe algunas oscilaciones y hace que el movimiento de la transmisión sea
progresivo.
1.1.3. FUNCIONAMIENTO DE LA
SERVODIRECCIÓN.
Distinguimos tres clases de funcionamiento: Línea recta, giro a la izquierda y giro a la
derecha.
- Funcionamiento de la servodirección en línea recta.
El líquido de alta presión llega a través de las canalizaciones por la presión ejercida en la
bomba. El volante se encuentra recto y todo el líquido que llega a la bomba es retornado al
depósito.
Hacia ambas cámaras del cilindro llega una pequeña presión de unos 3.5 bares en cada
cámara para mantener estable la cremallera ante posibles oscilaciones.
- Funcionamiento de la servodirección en giro a la izquierda.
La válvula distribuidora comunica la cámara izquierda con la alta presión y la derecha con
el retorno. Cuando el cilindro deja de avanzar (dejamos de girar o el recorrido del volante
está en el tope) la presión aumenta a valores máximos al estar taponada la admisión de alta
presión y es entonces cuando la válvula limitadora de presión libera la presión en el circuito
evitando daños.
- Funcionamiento de la servodirección en giro a la derecha.
El funcionamiento se repite pero en sentido inverso al giro a la izquierda.
1.2. DIRECCIÓN ASISTIDA TORNILLO SINFÍN Y
TUERCA CON BOLAS CIRCULANTES.
Utilizado en vehículos industriales el sistema consta de una válvula distribuidora que
facilita la asistencia.
Esta asistencia se realiza sobre la bieleta de la dirección o sobre un brazo de acoplamiento.
Cuando giramos el volante y actuamos sobre el tornillo sin fin, la válvula distribuidora
introduce líquido hidráulico a presión en la cámara correspondiente y en el roscado del
tornillo sinfín haciendo que la tuerca que mueve el dedo de accionamiento y la circulación
de las bolas sea mucho más fácil con menos esfuerzo.

25. 1. ASISTENCIA VARIABLE
ELECTROMECÁNICA.
En este tipo de dirección, la asistencia se realiza mediante un motor eléctrico que transmite
el movimiento bien a la columna o bien directamente a la cremallera mediante otro piñón
de ataque. En este último caso las cremalleras constan de doble dentado. Uno para el piñón
de ataque de la dirección que controla el conductor y otro para el piñón accionado por el
motor eléctrico de asistencia.
2.1. FUNCIONAMIENTO DE LA DIRECCIÓN
ASISTIDA ELÉCTRICA EN COLUMNA DE
DIRECCIÓN.
Está compuesta por una columna en la que están montados el sensor de esfuerzo en el
volante y el servomotor eléctrico.
Durante el funcionamiento, la UCE (unidad de control electrónico) recibe los datos del
sentido de giro, velocidad de giro del volante, par de giro del volante y velocidad del
vehículo. Una vez recibidos estos datos la UCE envía mas o menos intensidad eléctrica al
motor en uno u otro sentido para controlar el nivel de asistencia y el sentido de giro para la
asistencia.
2.2. FUNCIONAMIENTO DE DIRECCIÓN
ASISTIDA ELÉCTRICA EN CREMALLERA.
El funcionamiento es similar al anterior pero el conjunto del servomotor actúa en otro piñón
de ataque. Por su parte la cremallera va modificada en su estructura ya que en este caso
dispone de un doble dentado para poder alojar dos piñones.
1. ASISTENCIA VARIABLE HIDRÁULICA.
Este tipo de dirección emplea un sistema hidráulico de apoyo a la dirección que varía su
nivel de asistencia dependiendo de las condiciones.
En la dirección hidráulica de asistencia el circuito trabaja siempre a las mismas presiones.
En la dirección de asistencia variable hidráulica, se varían ciertos valores de posición a lo
largo del circuito permitiendo una conducción más cómoda y confortable.
3.1. ASISTENCIA VARIABLE HIDRÁULICA DE
ACCIONAMIENTO MECÁNICO.

26. Este sistema es básicamente como el sistema hidráulico de dirección asistida con la
salvedad de que incorpora un convertidor electrohidráulico, comandado por una unidad
electrónica de control que hace que varíe la presión.
El convertidor electrohidráulico funciona de manera que abre o cierra más el circuito de
retorno aumentando la resistencia de la dirección según reciba los datos de la unidad
electrónica de control.
3.2. ASISTENCIA VARIABLE
ELECTROHIDRÁLUICA.
Este sistema elimina la bomba de paletas accionada mecánicamente para incluir una bomba
eléctrica comandada por una unidad de control electrónico. Esta unidad, tras recibir los
datos de los sensores externos envía más o menos intensidad al motor eléctrico para variar
la asistencia.
1. INTERVENCIONES Y MANTENIMIENTO.
- Ruidos extraños al accionar el volante
Puede ser debido a un nivel bajo de líquido. Correa destensada, polea dañada, cojinete
dañado, válvula de regulación defectuosa.
- Dureza excesiva.
Falta de líquido, tuberías taponadas, convertidor electrohidráulico (si lo llevase) dañado,
válvula de regulación defectuosa y presencia de aire en el circuito.
- Falta de asistencia.
Puede deberse a falta de líquido, revisión de posibles fugas, comunicación (rotura de junta
de estanqueidad) entre los dos lados del émbolo de asistencia y falta de presión en la
bomba.
- Pérdidas de líquido.
Retenes defectuosos y unión de canalizaciones en mal estado.
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