Introducción
En este artículo, analizamos los fundamentos de lo que es un sistema de dirección completamente hidráulico y las ventajas que ofrece sobre un sistema de dirección asistida tradicional o de “asistencia hidráulica”. Ahora, vamos a explorar los componentes que conforman un sistema de dirección hidráulica completa y cómo funcionan juntos. Para simplificar, nos centraremos solo en un sistema básico de dirección hidráulica delantera. Añadidos como la dirección trasera y los frenos hidromáticos añadirán complejidad y se abordarán en futuros artículos.
Lo más fundamental que hay que entender sobre los sistemas de dirección asistida, ya sean completamente hidráulicos o no, es que forman un circuito hidráulico cerrado. Mientras el motor del vehículo esté impulsando la bomba de dirección, el fluido de dirección se moverá continuamente a través de este circuito.
El acto de girar un vehículo implica desviar el fluido fuera de este circuito y llevarlo a un cilindro hidráulico o pistón (ram) para girar las ruedas. Como una cantidad igual (o casi igual) de fluido regresa del cilindro al mismo tiempo, el circuito hidráulico principal mantiene un volumen casi constante de fluido en circulación.
Incluso en los sistemas básicos de dirección hidráulica delantera, los componentes y la disposición pueden variar según factores como el uso previsto del vehículo y el tipo de bomba utilizada. Sin embargo, los componentes principales que forman un sistema típico de dirección completamente hidráulica incluyen:
Depósito de fluido
Bomba de dirección
Válvula de control de dirección (orbital)
Cilindro de dirección (ram)
Filtro
Enfriador de fluido
Depósito de fluido
El depósito de dirección es como la línea de inicio/fin del circuito hidráulico y, a menudo, es uno de los componentes más pasados por alto en un sistema de dirección. Muchas personas piensan en el depósito de dirección simplemente como un pequeño tanque para almacenar el fluido, pero también realiza varias funciones esenciales que influyen en el rendimiento y la fiabilidad general del sistema de dirección.
Un depósito bien diseñado debe
Contener una capacidad adicional de fluido para el sistema de dirección.
Proporcionar espacio para la expansión térmica a medida que aumenta la temperatura del fluido.
Separar y eliminar burbujas de gas y aire del fluido.
Circular el 100% del volumen almacenado para maximizar el fluido disponible para la absorción de energía y disipación de calor.
Garantizar condiciones óptimas para suministrar fluido a la bomba de dirección en cualquier situación.
Especialmente en aplicaciones todoterreno, donde se esperan ángulos de operación extremos, calor y movimientos bruscos del fluido, un depósito bien diseñado puede marcar la diferencia entre un día sin problemas en las rutas o interminables problemas de dirección.
Bomba de dirección
La bomba de dirección es el corazón de cualquier sistema de dirección. Toma energía del motor del vehículo y la convierte en potencia hidráulica, que luego se usa para controlar la posición de dirección del eje del vehículo.
Cubrir los detalles de todos los tipos, modelos, ventajas y desventajas de las bombas requeriría una serie entera, pero en general, todas las bombas de dirección e hidráulicas operan bajo el principio de “desplazamiento positivo”. Esto significa que las bombas moverán un cierto volumen de fluido desde su entrada hasta su salida con cada revolución. Por lo tanto, la tasa de flujo del fluido de dirección que circula por el circuito hidráulico está directamente relacionada con el desplazamiento de la bomba por revolución, la velocidad del motor y cualquier válvula reguladora de flujo (si está presente).
En resumen, las bombas de dirección producen un “flujo constante” (para una velocidad del motor dada) pero no una “presión constante”. En reposo, el sistema de dirección está bajo relativamente baja presión. Solo durante el acto de girar, la presión del sistema aumenta, ya que el fluido necesita superar cualquier resistencia en su trayectoria, como el empuje de grandes neumáticos sobre el cilindro de dirección.
En sistemas de dirección todoterreno, las tasas de flujo pueden oscilar entre 3 y 16 galones por minuto (GPM), y operar a presiones máximas que van de 1200 PSI a 2000 PSI.
Válvula de control de dirección (Orbital)
Si la bomba es el corazón de un sistema de dirección hidráulica completa, la válvula de control de dirección podría considerarse el cerebro.
La función de la válvula de control es desviar el fluido del circuito hidráulico principal hacia el cilindro de dirección para mantener la posición deseada. Como la válvula dosifica el volumen de fluido en relación con la rotación del volante, la respuesta del vehículo se siente como la de un coche normal. Las válvulas de mayor desplazamiento requieren menos vueltas para girar de extremo a extremo, pero también demandan más flujo, por lo que es crucial que las válvulas, cilindros y bombas estén correctamente dimensionados para trabajar juntos.
Cilindro de dirección (Ram)
El cilindro de dirección, o ram, es un dispositivo que convierte el fluido presurizado en fuerza mecánica aplicada entre el eje y el brazo de dirección para ajustar la posición de la dirección.
Filtro
La limpieza del fluido es crítica en los sistemas hidráulicos. Un filtro adecuado prolonga la vida útil del sistema de dirección al eliminar partículas que pueden causar desgaste.
Enfriador de fluido
Los sistemas de dirección completamente hidráulicos operan a presiones y flujos más altos, generando más calor. Un enfriador bien dimensionado ayuda a mantener la viscosidad del fluido, esencial para la eficiencia y longevidad del sistema.
Mantener estas prácticas optimiza el rendimiento y fiabilidad del sistema.
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