La dirección de piñón y cremallera es un sistema clave en los automóviles modernos que permite un manejo suave y seguro. ¿Alguna vez te has preguntado cómo funciona este mecanismo tan importante? En este artículo, exploraremos en detalle el funcionamiento de la dirección de piñón y cremallera, además de descubrir sus ventajas, aplicaciones y analizar un diagrama detallado para entenderlo mejor. Si eres un entusiasta de los automóviles o simplemente estás interesado en aprender más sobre estos sistemas esenciales, ¡sigue leyendo!
Sistema de dirección de piñón y cremallera
Piezas del mecanismo de dirección de piñón y cremallera
1. estante
2. Carcasa de tubería
3. piñón
4. Tirante
5. Rótula
6. Tornillo de ajuste.
• La cremallera es similar al eslabón central de paralelogramo en el sentido de que su movimiento lateral dentro de la carcasa tira o empuja las barras de acoplamiento para cambiar la dirección de la rueda.
• El piñón engancha los dientes de la cremallera de modo que la cremallera se mueva hacia los lados en respuesta a la rotación del piñón.
Estructura del sistema de dirección de piñón y cremallera:
En este tipo de mecanismo de dirección, se monta un piñón en el extremo del eje de dirección. El piñón engrana con una cremallera que tiene rótulas en ambos extremos para permitir subir y bajar la rueda. La rotación del volante se transmite al piñón. El movimiento circular del piñón se convierte en un movimiento de cremallera lineal, que a su vez se transmite al muñón de la dirección a través de tirantes.
a través de la rótula.
Este tipo de mecanismo de dirección proporciona una relación de transmisión suficientemente baja para automóviles y también es adecuado para vehículos de motor más pesados cuando están equipados con asistencia eléctrica. Ocupa muy poco espacio y requiere menos conexiones.
Diagrama del sistema de dirección de piñón y cremallera:
Principio de funcionamiento del mecanismo de dirección de piñón y cremallera:
- El mecanismo de dirección de piñón y cremallera tiene un piñón que está conectado a la columna de dirección.
- Este piñón corre engranado con una cremallera que está conectada a los tirantes de dirección. Tanto el piñón como los dientes de cremallera son helicoidales. El engranaje helicoidal proporciona un funcionamiento más suave y silencioso para el conductor.
- Al girar el volante, el piñón gira y la cremallera se mueve de un lado a otro. Las rótulas al final de la cremallera mantienen los tirantes en su lugar y permiten el movimiento en la dirección y la suspensión.
- La relación de reducción logra una ventaja mecánica. El valor de esta relación depende del tamaño del piñón.
- Un piñón pequeño permite una fácil dirección, pero se requieren muchas vueltas del volante para pasar de un tope a otro.
- Un piñón grande significa que el número de revoluciones de la columna de dirección se reduce, pero la dirección es más difícil de girar.
Proporción de giro:
- La relación de dirección es el criterio principal en el diseño del sistema de dirección. No es otra cosa que la relación entre el número de dientes de la cremallera y el número de dientes del piñón.
- Relación de dirección = número de dientes en la cremallera/número de dientes en el piñón
- En el sistema de dirección normal, por ejemplo en el antiguo modelo Ambassador, el conductor tiene que girar los volantes 4 o 5 revoluciones completas para girar el vehículo desde el extremo izquierdo al extremo derecho, por lo que aquí el conductor tiene que usar más fuerza para girar el volante El volante gira con facilidad, sólo que el número de revoluciones es mayor. Esto se debe al pequeño número de dientes de la cremallera y al menor radio del piñón. Si utilizamos el piñón de mayor o mayor radio y más dientes de cremallera, el conductor no necesita girar más el volante, pero en este caso el giro resulta complicado.
Aplicaciones del sistema de dirección de piñón y cremallera
- Maruti 800,
- Embajador de Hindustan Mark II
- camioneta pequeña,
- SUV
- Alto, carro R, SweftDezire, i10, etc.
Ventajas del sistema de dirección de piñón y cremallera
2) Económico y fácil de fabricar.
3) Es fácil y preciso de usar.
4) El contacto entre cremallera y piñón está libre de juego.
5) Se mantiene la amortiguación interna.
6) Mínima elasticidad de la dirección, compacto, por lo que se utiliza principalmente con motor delantero y tracción delantera.
7) El brazo tensor y la varilla intermedia no son necesarios.
8) Limitación sencilla del recorrido de la cremallera y, por tanto, del ángulo de dirección.
Desventajas de los engranajes de piñón y cremallera:
- No se consigue ninguna ventaja mecánica.
- Parte de la potencia de la dirección se pierde debido a la fricción.
- El desgaste y el juego del piñón y cremallera pueden provocar fallos de funcionamiento.
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Sistema de dirección de cremallera y piñón – Funcionamiento, Diagrama, Ventajas, Aplicaciones
El sistema de dirección más utilizado es el de cremallera y piñón, y el 80 por ciento de los vehículos comerciales utilizan este tipo. Es el más sencillo, con menos piezas y fácil de diseñar. Una cremallera y piñón es un tipo de actuador lineal que consta de un par de engranajes que convierten el movimiento de rotación en movimiento lineal. Un engranaje circular llamado «el piñón» se engrana con los dientes de una barra lineal llamada «la cremallera»; el movimiento de rotación aplicado al piñón hace que la cremallera se mueva en relación con el piñón, convirtiendo así el movimiento de rotación del piñón en movimiento lineal.
Partes del mecanismo de dirección de cremallera y piñón:
El mecanismo de dirección de cremallera y piñón consta de:
1. Cremallera
2. Carcasa tubular
3. Piñón
4. Barra de dirección
5. Articulación de rótula
6. Tornillo de ajuste
La cremallera es una barra dentada que se encuentra en una carcasa de metal. La cremallera es similar al vínculo central del paralelogramo en el sentido de que su movimiento lateral en la carcasa es lo que tira o empuja las barras de dirección para cambiar la dirección de las ruedas.
El piñón es una rueda dentada o un engranaje de tornillo montado en la base del conjunto de la columna de dirección, donde es accionado por el volante de dirección. El piñón se engrana con los dientes de la cremallera de manera que la cremallera se impulsa lateralmente en respuesta al giro del piñón.
Principio de funcionamiento del mecanismo de dirección de cremallera y piñón:
La caja de dirección de cremallera y piñón tiene un piñón conectado a la columna de dirección. Este piñón se engrana con una cremallera que está conectada a las barras de dirección. Tanto el piñón como los dientes de la cremallera son engranajes helicoidales. Los engranajes helicoidales proporcionan un funcionamiento más suave y silencioso para el conductor.
Al girar el volante de dirección, se gira el piñón y se mueve la cremallera de un lado a otro. Las juntas de rótula en el extremo de la cremallera localizan las barras de dirección y permiten el movimiento en la dirección y suspensión.
La ventaja mecánica se obtiene mediante la relación de reducción. El valor de esta relación depende del tamaño del piñón. Un piñón pequeño proporciona una dirección ligera, pero requiere muchas vueltas del volante de dirección para viajar desde una posición de bloqueo a otra. Un piñón grande significa que se reducen el número de vueltas de la columna de dirección, pero la dirección es más pesada de girar.
Ventajas del sistema de dirección de cremallera y piñón:
Las ventajas del sistema de dirección de cremallera y piñón son las siguientes:
1) La caja de dirección de cremallera y piñón es simple en su construcción.
2) Económica y fácil de fabricar.
3) Es fácil de operar con precisión.
4) El contacto entre la cremallera y el piñón no tiene juego.
5) Se mantiene el amortiguamiento interno.
6) Mínima elasticidad de la dirección, compacta, por lo que se utiliza principalmente en vehículos con motor delantero y tracción delantera.
7) No se necesita brazo de reenvío ni varilla intermedia.
8) Fácil de limitar el recorrido de la cremallera de dirección y el ángulo de dirección.
Desventajas del sistema de dirección de cremallera y piñón:
Las desventajas del sistema de dirección de cremallera y piñón son las siguientes:
1) No se obtiene ventaja mecánica.
2) Se pierde algo de esfuerzo de dirección debido a la fricción.
3) El desgaste y el juego de la cremallera y el piñón pueden causar problemas en el funcionamiento.
Aplicaciones del sistema de dirección de cremallera y piñón:
El sistema de dirección de cremallera y piñón se utiliza en los siguientes vehículos:
– Maruti 800
– Hindustan Ambassador Mark II
– Pequeños camiones y SUV
– Alto, Wagon R, Swift Dzire, i10, etc.
En resumen, el sistema de dirección de cremallera y piñón es ampliamente utilizado debido a su simplicidad, bajo costo y fácil operación. Proporciona una dirección precisa y se adapta tanto a vehículos ligeros como a vehículos más pesados si está asistido con energía.