Cremallera de direcció: què és i com funciona

Qualsevol cotxe consta de diversos sistemes clau, sense els quals el seu funcionament està prohibit o el conductor no tindrà èxit. Entre aquests sistemes hi ha la direcció. El component clau d’aquest sistema és el bastidor de direcció.

Considerem amb més detall la seva estructura, principi de funcionament, tipus d'amplificadors, així com alguns mal funcionaments del mecanisme.

La història de la creació del servodirecció

Els primers representants de vehicles de quatre rodes tenien una direcció primitiva. Les rodes giratòries estaven fixades en una biga, que s’adheria al cos només a la part central sobre una frontissa, segons el principi del transport a cavall.

Aquest mecanisme no permetia la manipulació dels carros autopropulsats i el radi de gir era tan gran que el cotxe podia girar completament en algun lloc de la plaça. A més, no es necessitava direcció assistida per completar el gir.

Amb el pas del temps, es van fer ajustaments al sistema de direcció per tal de minimitzar l’angle de direcció del cotxe. Per facilitar al conductor (cada vegada que la invenció feia que el volant girés més estret), es van desenvolupar diverses opcions, que van des de l’augment del diàmetre del propi volant fins a la introducció de diferents tipus d’engranatges al sistema.

Com a resultat de molts anys de proves i errors, els enginyers han conclòs que la disposició del bastidor de direcció és el mitjà daurat entre la simplicitat, la disponibilitat i el parell augmentat del volant. A més, aquest dispositiu és compatible amb la direcció assistida.

Com funciona?

El bastidor de la màquina es presenta en forma de barra amb dents. Està connectat al mecanisme giratori del volant. És conduït per l’eix de la columna de direcció mitjançant un engranatge o engranatge sense fi.

Quan gireu el volant, l’engranatge de la columna mou la barra en funció de la direcció en què giri el volant. A les vores de la banda, es fixen les barres de direcció, que al seu torn estan connectades al mecanisme articulador giratori de cadascuna de les rodes de direcció.

Molts bastidors de direcció moderns també estan equipats amb un amplificador per facilitar el gir del volant. Gràcies a la introducció d’aquest mecanisme, la comoditat i la seguretat als cotxes han augmentat.

Dispositius i components principals

Molt sovint, s’utilitza una modificació de la direcció de pinyó i cremallera als cotxes. El dispositiu d’aquest mecanisme inclou:

• Volant: situat a la cabina del cotxe. Amb la seva ajuda, el conductor estableix la direcció mentre el cotxe es mou;
• Columna de direcció: sembla una barra de metall a través de la qual es transmet el par des del volant. Per motius de seguretat, aquest element té una o més articulacions cardanals (en una col·lisió frontal, la columna de direcció es plega en diversos llocs, cosa que impedeix un augment de la lesió al pit del conductor);
• Cremallera de direcció dentada. Aquestes dents es comprometen amb l’eix de cuc de la columna de direcció. La construcció és en una caixa metàl·lica;
• Vareta del bastidor de direcció: barres fixades als dos extrems del carril amb connexió roscada. Hi ha un fil als extrems de les barres, sobre el qual s’enrosquen les puntes amb frontisses;
• Els extrems de la direcció són un tub buit, d’un costat del qual es fa un fil intern (s’hi cargola la barra de direcció) i, de l’altra, una frontissa connectada al ferm de la roda.

Algunes modificacions del bastidor de direcció estan equipades amb un amortidor. Es troba entre el cos del bastidor i les barres. L’objectiu d’aquesta part és esmorteir les vibracions de les rodes quan el cotxe circula per superfícies desiguals. Molt sovint, aquest element s’instal·la en rails SUV.

Tipus i versions

Com es va esmentar anteriorment, els elements clau del bastidor de direcció no han canviat durant moltes dècades. Només es fan ajustaments menors al mecanisme, però el principi continua sent el mateix.

L'única cosa que distingeix totes les unitats d'aquest tipus és la unitat d'amplificador. Hi ha tres modificacions en total. Considerem les característiques de cadascun d’ells.

Cremallera de direcció mecànica

Aquesta modificació és clàssica. Tots els cotxes hi estaven equipats fins al moment en què es van crear els amplificadors hidràulics i elèctrics. Un bastidor de direcció mecànic és el tipus de dispositiu més senzill. Gràcies a les petites dents i al volant gran en comparació amb elles, el conductor no ha d’esforçar-se en girar el cotxe.

Hi ha bastidors de direcció amb diferents relacions de transmissió. Es realitza una transmissió d'engranatges amb una amplitud menor al centre de la barra, i aquest indicador augmenta als extrems. Això fa que el conductor giri encara més fàcilment el volant quan comenci a conduir o quan faci virades a gran velocitat. I als aparcaments, quan cal girar les rodes tot el camí, el conductor no necessita girar el volant moltes vegades.

Cremallera de direcció hidràulica

Aquesta modificació es diferencia de l’anterior pel fet que el seu dispositiu té un mecanisme addicional, que es deu a l’acció hidràulica. Llegiu més sobre el principi de funcionament del reforç hidràulic. aquí.

El reforç hidràulic garanteix la suavitat i, al mateix temps, la nitidesa de la resposta del bastidor de direcció, mentre es condueix a diferents velocitats i en un cotxe estacionari. Aquest reforç també proporciona més seguretat quan el cotxe està en una rutina. En aquest cas, les probabilitats que en colpejar un desnivell el volant es tregui de les mans del conductor són molt menors.

Cremallera de direcció elèctrica

El rail elèctric és un amplificador similar. En lloc d’un motor hidràulic, s’instal·la un motor elèctric que millora el moviment de la barra de direcció.

En les modificacions pressupostàries del reforç elèctric, el motor es troba a la columna de direcció. L’opció més segura es considera opcions amb un amplificador elèctric instal·lat al mateix carril. Aquesta modificació s’inclou al paquet de vehicles premium.

La primera opció és la més insegura, perquè si l’amplificador falla, serà gairebé impossible continuar fent funcionar el cotxe.

En comparació amb una direcció assistida, un rail elèctric té diversos avantatges:

• Major eficiència;
• Menys consum de recursos del vehicle: el fluid de treball circula constantment a la direcció assistida, ja que la transmissió de la bomba està connectada a la politja del cigonyal i només s’apaga quan el motor està apagat. El reforç elèctric només funciona quan es gira el volant;
• El funcionament del mecanisme no depèn de la temperatura de l’aire (no cal escalfar el líquid per augmentar-ne la fluïdesa);
• Es necessita menys atenció per al manteniment: no cal controlar el nivell d’oli, ja que el mecanisme funciona segons un principi diferent;
• El dispositiu inclou menys segells diferents i no hi ha mànegues que puguin suportar l’alta pressió. Gràcies a això, el mecanisme és més fiable que la direcció assistida.

Els principals mal funcionaments del bastidor de direcció

Els signes següents indiquen un mal funcionament del bastidor de direcció:

• Quan es circula per una carretera amb una cobertura deficient, apareix un cop que desapareix quan es gira més el volant;
• Reducció o absència d'esforços en girar el volant o en la seva posició central;
• El volant es gira;
• Després de girar, el volant torna fort a la seva posició original o, en general, s’ha de girar amb força;
• Amb una petita amplitud del volant, les mateixes rodes giren molt més que abans;
• El joc de direcció ha augmentat;
• Augment del retrocés al volant quan es circula per sobre de sots;
• Si el cotxe està equipat amb un reforç hidràulic, el fluid flueix per sota del segell d’oli, el maleter o altres elements del mecanisme tenen contaminació d’oli.

Si apareix almenys un dels símptomes indicats, haureu de diagnosticar immediatament el dispositiu i reparar-lo. Sovint és suficient comprar un kit de reparació i substituir totes les juntes, juntes i anteres perquè el dispositiu comenci a funcionar correctament.

A continuació, es mostren les avaries i les opcions de reparació més habituals del bastidor de direcció:

Mal funcionament	Com solucionar-ho
Treballant a les dents de la barra o a l’eix del cuc	La recuperació d'aquests elements és impossible, de manera que es substitueixen per altres de nous.
Trencament de la carcassa del bastidor	El mecanisme s'ha substituït completament
Destrucció de les anteres (la brutícia i la sorra entren dins del mecanisme, cosa que condueix al desenvolupament o oxidació de peces metàl·liques)	Substitució dels materials de segellat del kit de reparació
Deformació o trencament de tirants o puntes	Es substitueixen les peces danyades
La boixa està desgastada o trencada, per la qual cosa hi ha un joc a la columna de direcció	Substitució de la boixa

A més, el vídeo explica les avaries i les opcions de reparació dels bastidors de direcció:

Cremallera de direcció: què es trenca i com es repara?

Prevenció de mal funcionaments

El bastidor de direcció és un mecanisme bastant fiable i estable. Les seves avaries es produeixen amb més freqüència, ja sigui per un funcionament incorrecte del vehicle, o com a conseqüència de l’incompliment del programa de manteniment rutinari.

Per allargar la vida útil d’aquest mecanisme, heu d’adherir-vos a regles senzilles:

• Quan circuleu per carreteres desiguals, reduïu la velocitat del cotxe de manera que es rebin menys xocs al mecanisme de direcció;
• Deixeu un cotxe aparcat amb rodes rectes;
• No gireu el volant completament (si hi ha direcció assistida, se sentirà un xisclet o un brunzit de la bomba amplificadora) i no el mantingueu en aquesta posició durant més de 5 segons;
• Canvieu a temps l’oli del dipòsit de la direcció assistida, controleu el nivell d’aquest fluid;
• Feu periòdicament una inspecció visual de les anteres i les foques;
• Escalfeu la direcció assistida girant el volant un parell de vegades en ambdues direccions abans de conduir.

El correcte funcionament del bastidor de direcció afecta directament la seguretat mentre es mou el cotxe, de manera que no podeu ignorar les alarmes que indiquen un mal funcionament del mecanisme.

Preguntes i respostes:

Què és una cremallera de direcció? És el mecanisme pel qual el parell es transfereix des del volant al motlle de direcció dels volants. La columna de direcció converteix el moviment rotatiu en moviment lineal.

Què passa si es trenca la cremallera de la direcció? El mal funcionament de la cremallera de la direcció condueix a un joc excessiu de la direcció, que pot provocar una emergència a la carretera. Amb una cremallera de direcció defectuosa, es perd la maniobrabilitat de la màquina.

Quant de temps dura la cremallera de la direcció? Depèn del seu disseny: quin tipus d'amplificador hi ha, quin tipus de transmissió s'utilitza. Alguns d'ells assisteixen a 70-80 mil, mentre que altres treballen regularment per 150.