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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 3

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 6

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 7

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 10

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 11

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 14

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 15

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 17

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 18

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 19

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 21

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 22

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 23

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 25

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 26

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 29

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 30

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 32

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 33

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 34

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 36

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 37

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 40

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 41

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 44

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 45

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 47

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 48

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 51

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 52

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 55

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


Slide 56

Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.


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Instituto Universitario de Tecnología Industrial, I.U.T.I.

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido.
Con este primitivo sistema consistía en poner pivotes en los extremos del
eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se
encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección
y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido
en las ruedas.
En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos,
sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación
lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la
dirección quedaba demasiado suave y sensible.

¿Qué es el sistema de dirección?
El sistema de dirección es el responsable de convertir
cualquier giro del volante en movimiento de las ruedas
delanteras, con precisión y suavidad. En la actualidad, la misión
de los actuales sistemas de dirección es reducir el esfuerzo que
tiene que hacer el conductor al girar el volante, a través de un
sistema hidráulico que realiza la mayor parte del trabajo
necesario para girar la dirección.

El sistema de dirección consiste:
a)
b)
c)
d)

Volante de dirección.
Columna de dirección.
Engranaje de dirección.
Articulación de dirección.

a) El volante de dirección
El volante del vehículo se encuentra ubicada en el frontal del
conductor, la cual es un manubrio que controla la dirección del
vehículo.
b) La columna de dirección.
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a
la rotación del volante de dirección, al engranaje de dirección y un tubo
de columna, que monta al eje principal en la carrocería. El tubo columna
incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto de
la colisión con el conductor, en el caso de que ésta suceda.

c) Engranaje de dirección.
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del
volante de dirección a los movimientos, las cuales cambian la dirección
de rodamiento de los neumáticos, sino que también reduce la velocidad
del giro del volante de dirección, a fin de aligerar la fuerza de operación
de la dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo
ésta a las ruedas delanteras.
d) Articulación de la dirección.
La articulación de dirección transmite la fuerza desde el engranaje
articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto consiste de una
barra combinada con brazos.

Esquema # 1 Partes principales del sistema
de dirección

1. Volante: Este es el componente donde se posan las manos del
conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.
2. Palanca de reglaje: Es la palanca que permite el ajuste de la posición
del volante o timón para obtener la altura desea, según su comodidad,
en donde se mueve en forma vertical.
3. Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección,
antiguamente era de una sola pieza, pero en la actualidad se utiliza
como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión
y está compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar
lesiones.
4. Juntas Universales o terminales de la dirección: Son uniones (tipo
rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y
tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas
direccionales.

5. Mecanismo de dirección: Son los diferentes tipos de dirección que
se clasifican según su mecanismo de funcionamiento.
6. Guardapolvos: Es la goma que está entre la barra y la rueda, donde es
la transmisión que hace girar éstas, y está ubicado casi tocando la
rueda. Si giras hacia un lado la dirección, se puede tocar por dentro y se
notarás. Precisamente se llama así, porque evita la entrada de polvo, ya
que por dentro se aplica grasa para que éste gire de manera
adecuadamente.
7. Biela de mando: Son las pieza ubicadas a la salida de las varillas la
caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la
varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas
recirculables.

8. Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca
de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas,
así como también hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo. En
el brazo de acoplamiento está unida solidariamente con la palanca de
ataque.
9. Ruedas: Es el neumático en conjunto con el rines que se encuentra
unido con el disco y que tiene la finalidad de girar el vehículo cuando se
mueva.
10. Soporte de Suspensión: Es la parte donde está vinculada al
componente del sistema de suspensión.
11. Caja de engranaje: Sistema de desmultiplicación que minimiza el
esfuerzo del conductor.
12. Rótula: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen
posible que, aunque estén unidos, y se muevan en el sentido
conveniente.

Otros elementos del sistema
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, y
oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
Manguetas: Sujetan la rueda.
Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.

Esquema # 2 Elementos del sistema de dirección

Esquema # 3 Otros elementos del sistema de dirección

Esquema # 4 Palanca de reglaje del volante

Cuando se habla de mecanismo de la dirección, se refiere al
mecanismo de la caja de dirección y existen diferentes tipos de mecanismo
de dirección, pero a pesar de su gran variedad, están basados en dos
principales tipos, y éstas se clasifican en los siguientes mecanismos :
Mecánica o No asistida.
- Cremallera
- Bola Recirculantes.
- Tornillo sinfín.
Hidráulica o asistida.
- Servodirección coaxial
- Servodirección de asistencia variable.

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera.
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del
eje principal enganchan con los dientes que son apoyados
en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha.
Estos elementos trabajan inmersos en grasa. Por eso es
importante revisar el estado de los cauchos retenedores de
este lubricante, para evitar que con su escape produzcan
desgastes en los componentes.

Esquema # 5 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 6 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 7 Mecanismo de dirección de cremallera

Esquema # 8 Diferentes mecanismos de cremallera.

Esquema # 9 Despiece del mecanismo de dirección de
cremallera
A)
B)
C)
D)
E)

Rol retenedor
Tornillo sin Fin
Carcasa
Buje de soporte de cremallera
Uniones de rótulas Internas y
Externas
F) Botas
G) Tornillo de Tope de Ajuste
H) Resorte de Tope de Ajuste
I) Vaquerita de Tope de Ajuste

Dirección mecánica con mecanismo de tornillo sinfín.
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda
dentada. El tornillo se une al volante mediante la columna de dirección,
y la rueda lo hace al brazo de mando.
De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto
ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en
dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que
la aplicada al volante.

Esquema # 10 Despiece del mecanismo de dirección de tornillo sinfín y
sector dentado
1. Rodamientos
2. Tapadera
3. Tornillo
4. Tornillo sinfín
5. Tuerca
6. Arandela
7. Tornillo de reglaje
8. Sector dentado
9. Caja de la dirección
10. Retenedores
11. Casquillo
12. Chapa
13. Retenedores
14. Tornillo
15. Brazo de mando
16. Tuerca del eje

Esquema # 11 Mecanismo de dirección de visinfín cilíndrico
y tuercas.
1.
2.
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8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 12 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
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8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Esquema # 13 Mecanismo de dirección de tornillo sinfín
globoidal y rodillo.
1.
2.
3.
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5.
6.
7.
8.
9.

Tornillo sinfín cilíndrico.
Mecanismo de traslación (tuerca).
Eje de mando.
Palanca de mando.
Barra de acoplamiento.
Articulación.
Árbol de volante.
Carcaza.
Horquilla de giro.

Dirección mecánica con mecanismo de bola recirculantes
El espacio entre el engranaje del extremo delantero del eje principal y
el engranaje de sector que engancha con éste, tiene bolas encajadas
que reducen la fricción. La fuerza de giro del volante de dirección es
transmitida a las ruedas a través de dichas bolas, y todo este sistema es
denominado: Mecanismo de bolas recirculantes.

Esquema # 14 Mecanismo de dirección de bola recirculante

Esquema # 15 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.

Brazo Pitman
Sector dentado
Eje de la dirección
Cremallera
Engranaje

Esquema # 16 Mecanismo de dirección de bola recirculante
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Columna de dirección
Tornillo sin fin y balines
Terca deslizante
Sector dentado
Brazo pitman
Tope de ajuste
Retenedores y empaques
Lubricado por medio de
aceite

Dirección hidráulica o asistida
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección
simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede
ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una
bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba
hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que
también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por
un motor eléctrico (dirección eléctrica).
En resumen, la diferencia del mecanismo de dirección mecánica e
hidráulica, es que la dirección hidráulica utiliza una bomba presurizada
que permite un esfuerzo asistido al momento de maniobrar el volante.

Caja de la dirección hidráulica.
La caja de dirección hidráulica tiene la finalidad de aportar un esfuerzo
añadido cuando el conductor efectúa una maniobra sobre el volante,
permitiendo una menor desmultiplicación en el mecanismo de mando y
un volante de menor diámetro, con lo que resulta una dirección más
sensible y una conducción más cómoda.
Este sistema tiene la función de canalizar a alta presión (60 a 100 bar)
procedente de una bomba accionada por el motor, haciéndolo llegar a
uno u otro lado del embolo de un cilindro de trabajo, según el sentido de
giro del volante.

Esquema # 17 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 18 Mecanismo de dirección hidráulica asistida

Esquema # 19 Mecanismo de dirección hidráulica de
cremallera

Bomba del sistema de dirección.
Una parte importante de las cajas de dirección hidráulicas es la
bomba de asistencia del líquido hidráulico.
La bomba de asistencia es la encargada de generar la alta presión
del aceite necesaria para el funcionamiento de la caja. El movimiento
lo recibe del cigüeñal por medio de las poleas y correas; en ocasiones,
una correa única hace girar a la bomba de asistencia, a la bomba de
agua y al alternador.
El tipo de bomba mas utilizado es el de paletas. Lleva un regulador el
cual regula la presión de y caudal a unos 80 bar.

Esquema # 20 Mecanismo de la bomba
dirección hidráulica.

-Eje.
- Cojinete.
- Cuerpo de bomba.
- Placa de soporte del eje.
- Paletas.
- Anillos de estanqueidad.
- Estator.
- Plato trasero.
- Rotor.
- Tapa.
- Muelle.
- Anillo elástico de retención.
- Regulador.
- Pasadores de posicionamiento.
- Anillo elástico de fijación del rotor.
- Depósito.
- Tapón del depósito con varilla de nivel
- Plaquita de imán

Mecanismo de servo-dirección.
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado
por una bomba. Al accionar el volante, la columna de dirección mueve,
solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite
a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve
en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el
volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con
lo que acciona todo el sistema mecánico.

Esquema # 21 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Mecanismo de servodirección coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento
hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo
desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo-asistencia. coaxialmente, es
decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección
comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un (1) depósito y una bomba que
suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta
válvula acoplada a la dirección, es accionada al mover el volante y tiene
como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de
doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o
acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como
ocurre en las direcciones de cremallera.

Esquema # 22 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 23 Mecanismo de dirección hidráulica por cremallera.

Esquema # 24 Elementos del mecanismo de servo-dirección.

Esquema # 25 Despiece del mecanismo de dirección hidráulica por
cremallera.

Mecanismo de servodirección de asistencia variable
Este sistema permite adaptar la tasa de asistencia a la velocidad del
vehículo, o lo que es lo mismo varia el esfuerzo que hay que hacer sobre el
volante dependiendo de la velocidad del vehículo, del valor de fricción, y el
esfuerzo rueda-suelo; haciendo variar el esfuerzo existente que hay que
realizar en el volante según la velocidad de desplazo.
Este sistema de dirección tiene dos fases de funcionamiento:
a) Cuando el vehículo esta parado o circulando a muy baja velocidad, la
tasa de asistencia tiene que ser mayor para facilitar las maniobras
cuando más se requiera.
b) Cuando el vehículo aumenta la velocidad, la tasa de asistencia tiene que
ir disminuyendo progresivamente, endureciendo la dirección, con el fin de
ganar en precisión de conducción y en seguridad.

Esquema # 26 Elementos de un sistema de dirección variable

5. Cilindro hidráulico de
1. Depósito
doble efecto
2. Bomba hidráulica
6. Calculador
con regulador de 7. Captador de velocidad
presión
electrónico
3. Válvula distribuidora 8. Captador de velocidad
4. Motor Paso a paso
mecánica

9. Enchufe de diagnosis
10. Indicador de fallo
11. Indicador de servicio
12. Toma corriente (+)

Funcionamiento del mecanismo de cremallera
El tornillo sinfín está conectado con la columna de dirección por un juego
de cruces, las cuales hacen que gire de derecha a izquierda o viceversa. Este
tornillo sinfín esta conectado por medio de unos dientes a la barra de
cremallera, cuando el tornillo sinfín gira, la barra de cremallera se desliza de
un lado al otro dentro de la carcasa.
Esta barra de cremallera esta conectada por medio de un sistema de
brazos a la bocina. Este sistema de brazos esta conformado por una rotula
interna, una barra de unión y una rotula externa. La rotula interna debe de
estar cubierta por una bota para evitar la suciedad dentro de la carcasa, la
cual podría dañarse por suciedad acumulada. El tope de ajuste nos ayuda a
ajustar a la barra de cremallera con el tornillo sinfín, ya que el desgaste de el
tornillo sinfín puede causar que no logren hacer contacto para deslizar la
barra de cremallera, causando la perdida parcial o total de la dirección del
vehículo. El tornillo de ajuste se debe de empujar en contra de la vaquerita,
para que esta logre ajustar el contacto entre la barra y el tornillo sin fin.

Funcionamiento del mecanismo de bolas recirculantes
La función de esta caja es un poco mas complicada por la cantidad
de partes que entran en juego, pero básicamente su función es sencilla.

El tornillo sinfín está conectado a una columna de dirección, la cual
hace girar al tornillo sin fin, cuando este gira, luego hace que los balines
se empujen uno al otro hacia arriba o hacia abajo, en donde hacen que
la tuerca deslizante también se deslice en ese patrón. Cuando la tuerca
se desliza, hace contacto con el sector dentado y este gira de derecha
a izquierda, el cual hace girar el brazo pitman. El brazo pitman mueve al
sistema de rotulas y brazos, y estos a las bocinas de las llantas. Para
ajustar el contacto de la tuerca deslizante y el sector dentado, esta caja
tiene un tornillo de ajuste que empuja a el sector dentado contra la
tuerca deslizante.

Funcionamiento
(estacionado)

del

mecanismo

de

servo-dirección

El ciclo de servo-asistencia de dirección comienza al momento en que el
conductor mueve el volante. Como respuesta al par de giro del volante se tuerce
una barra de torsión en la caja de dirección. El sensor de par de dirección (situado
en la caja de dirección) capta la magnitud de la torsión e informa sobre el par de
dirección detectado a la unidad de control de dirección asistida.
El sensor de ángulo de dirección, informa sobre el ángulo momentáneo y el
sensor de régimen del rotor del motor eléctrico informa sobre la velocidad actual
con que se mueve el volante. En función del par de dirección, la velocidad de
marcha del vehículo, el régimen del motor de combustión, el ángulo de dirección,
la velocidad de mando de la dirección y las curvas características implementadas
en la unidad de control, ésta calcula el par de servo-asistencia necesario para el
caso concreto y excita correspondientemente el motor eléctrico.
La servo-asistencia a la dirección se realiza a través de un segundo piñón que
actúa paralelamente sobre la cremallera. Este piñón es accionado por un motor
eléctrico. El motor ataca hacia la cremallera a través de un engranaje de sin fin y
un piñón de accionamiento y transmite así la fuerza de asistencia para la dirección.

Esquema # 27 Funcionamiento del mecanismo de servo-dirección
de un vehículo AUDI A80

Dirección mecánica con mecanismo de cremallera
Las fallas que pueden ocurrir en la dirección se pueden evitar
con chequeo constante de sus partes, también hay que
recordar que la dirección es uno de los sistemas más importantes
del vehículo, y la perdida total o parcial de este puede producir
daños cuantiosos, sin mencionar los daños a personas que
pueden llegar a ser mortales.
Algunas de las fallas más comunes son:
-Desgaste de Rótulas
- Ruptura de botas
- Anillo de cremallera o buje
- Desajuste de cremallera y tornillo sin fin
- Desgaste de hules de soporte.

Dirección mecánica con mecanismo de bolas recirculantes
- Desajuste o desgaste de sector dentado.
- Fugas en retenedores o respiradero.
- Trabamiento de caja por desgaste de balines.
- Daño en brazo Pitman.
- Sujeción de la caja (Amarre a carrocería)

La dirección de un automóvil puede llegar a fallar si no se hace el
mantenimiento necesario a sus partes.
Cuando uno recibe un carro, debe revisar las siguientes partes:
- El desgaste de las llantas y el juego que se halla en ellas: Con esto se
puede de determinar si las rotulas son las que están fallando.
- El ruido: se debe prestar toda la atención en el ruido que se puede dar en
el mecanismo y en la caja.
- La tubería del líquido de la dirección: Se debe revisar la tubería del liquido
de dirección si fuese una dirección hidráulica, poniéndole atención a fugas,
a las bajas de presiones de la bomba, estado del liquido hidráulico, etc.
En caso de desmontar la caja de dirección: Se debe desmontar la caja
de dirección, teniendo mucho cuidado con sus partes, revisar que todas sus
partes estén en buen estado y si fuera necesario se debe reemplazar por
partes nuevas. Se debe de trabajar en un lugar limpio y con orden.

Para un mantenimiento correcto del sistema de dirección, se deberá
realizar las siguientes revisiones:
1. Revisar de forma periódica todos los elementos de su sistema:
- En la barra de dirección, los elementos que más se deterioran son
los extremos de dirección, la cremallera de dirección y los bujes de
guía de la barra.
- En la columna de dirección, revisar el piñón de dirección.
- En el sistema hidráulico para direcciones asistidas deberás
comprobar que la presión de la bomba es la correcta y que no se
producen fugas en el circuito.

2. Verificar con el vehículo en marcha que los elementos de la dirección
(ya sea mecánica o asistida) funcionan correctamente. Ajustar la
alineación de la dirección y equilibrar los neumáticos si fuese necesario.
3. La falta de lubricante, mala presión o desgaste excesivo de los
neumáticos, el mal estado de los amortiguadores o el desgaste de los
propios mecanismos de dirección son elementos que perjudican
seriamente al sistema.

4. Si la dirección se vuelve dura, inestable o si hace ruidos extraños, lo
mejor es acudir al taller y pedir una revisión completa antes de que los
daños sean mayores. En el manual de tu vehículo también vendrán las
recomendaciones para el mantenimiento del sistema de dirección.

AIR BAG: Sistema retráctil suplementario de
bolsa de aire
El sistema de bolsas de aire es un
dispositivo protector. Cuando el vehículo
está equipado con este sistema, una bolsa
en el volante de dirección (en el lado del
conductor) o en el panel de instrumentos
(en el lado de los pasajeros) se infla
rápidamente cuando hay una colisión,
previniendo a los pasajeros de ser
aprisionado al volante o salir hacia delante
contra el parabrisas u otras piezas, y
además disminuyendo el peligro de los
daños de la colisión.