En el mecanismo de dirección de casi todos los vehículos con ruedas hay elementos que transmiten fuerza desde el mecanismo de dirección a las ruedas: varillas de dirección.Todo sobre los tirantes, sus tipos existentes, diseño y aplicabilidad, así como la correcta selección y sustitución de estas piezas: lea el artículo propuesto.
¿Qué es el tirante?
Varilla de dirección: un elemento de accionamiento del mecanismo de dirección de vehículos con ruedas (con excepción de tractores y otros equipos con bastidor de freno);Pieza en forma de varilla con rótula (bisagras), que asegura la transferencia de fuerza desde el mecanismo de dirección a las palancas de los muñones de dirección de las ruedas y a otros componentes del mecanismo de dirección.
La dirección de los vehículos con ruedas se divide en dos partes principales: el mecanismo de dirección y su accionamiento.El mecanismo de dirección está controlado por el volante, con su ayuda se crea una fuerza para desviar las ruedas direccionales.Esta fuerza se transmite a las ruedas mediante un accionamiento, que es un sistema de varillas y palancas conectadas por bisagras.Una de las partes principales del accionamiento son los tirantes, que se diferencian en ubicación, diseño y finalidad.
Las barras de dirección tienen varias funciones:
● Transmisión de fuerza desde el mecanismo de dirección a los componentes asociados de la transmisión y directamente a las palancas de los muñones de dirección de las ruedas;
● Mantener el ángulo de rotación seleccionado de las ruedas al realizar maniobras;
● Ajuste del ángulo de giro de las ruedas direccionales en función de la posición del volante y otros ajustes del mecanismo de dirección en general.
Los tirantes resuelven la importante tarea de transferir fuerzas desde el mecanismo de dirección a las ruedas direccionales, por lo que, en caso de mal funcionamiento, estas piezas deben reemplazarse lo antes posible.Pero para elegir correctamente una nueva tracción, es necesario comprender los tipos, diseños y características existentes de estas piezas.
Tipos y aplicabilidad de tirantes.
Los tirantes se pueden dividir en varios tipos según su finalidad, aplicabilidad y algunas características de diseño.
En términos de aplicabilidad, existen dos tipos de tracción:
● Para sistemas de dirección basados en tornillo sin fin y otros mecanismos de dirección y con accionamiento en forma de trapecio de dirección;
● Para sistemas de dirección basados en cremalleras de dirección con tracción directa.
En los sistemas del primer tipo (con trapecios de dirección) se utilizan dos o tres varillas, según el tipo de suspensión del eje de dirección y el esquema del trapecio de dirección:
● En un eje con suspensión dependiente: dos varillas: una longitudinal, que sale del bípode de dirección, y otra transversal, conectada a las palancas de los muñones de dirección de las ruedas;
● En un eje con suspensión independiente: tres varillas: una central longitudinal (central), conectada al bípode del mecanismo de dirección, y dos laterales longitudinales, conectadas al medio y a las palancas de los muñones de dirección de las ruedas.
También hay opciones para ejes trapezoidales con suspensión independiente con dos varillas laterales conectadas al bípode de dirección en el punto central.Sin embargo, el accionamiento de este tipo se utiliza más a menudo en direcciones basadas en cremalleras de dirección, que se describen a continuación.
Tipos y esquemas de dirección trapezoidal.
Cabe señalar que en los trapecios de dirección para un eje con suspensión independiente, en realidad se utiliza un tirante, dividido en tres partes: se llama varilla desmembrada.El uso de un tirante desmembrado evita la desviación espontánea de las ruedas direccionales al conducir sobre baches en la carretera debido a la diferente amplitud de oscilación de las ruedas derecha e izquierda.El trapezoide en sí se puede ubicar delante y detrás del eje de las ruedas, en el primer caso se llama delantero, en el segundo, trasero (así que no piense que el "trapezoide de dirección trasero" es un mecanismo de dirección ubicado en el eje trasero del coche).
En los sistemas de dirección basados en cremallera de dirección, solo se utilizan dos varillas: la transversal derecha e izquierda para accionar las ruedas derecha e izquierda, respectivamente.De hecho, se trata de un trapezoide de dirección con una varilla longitudinal disecada con una bisagra en el punto medio; esta solución simplifica enormemente el diseño de la dirección y aumenta su confiabilidad.Las varillas de este mecanismo siempre tienen un diseño compuesto, sus partes exteriores suelen denominarse puntas de dirección.
Los tirantes se pueden dividir en dos grupos según la posibilidad de cambiar su longitud:
● No regulados: varillas de una pieza que tienen una longitud determinada, se utilizan en transmisiones con otras varillas ajustables u otras piezas;
● Ajustable: varillas compuestas que, debido a determinadas piezas, pueden cambiar su longitud dentro de ciertos límites para ajustar el mecanismo de dirección.
Finalmente, las varillas se pueden dividir en muchos grupos según su aplicabilidad: para automóviles y camiones, para vehículos con y sin dirección asistida, etc.
Diseño de tirantes
El diseño más simple tiene varillas no reguladas: se basan en una varilla de perfil hueca o totalmente metálica (puede ser recta o curvada de acuerdo con las características de diseño del automóvil), en uno o ambos extremos de los cuales se encuentran rótulas.Las bisagras son inseparables, constan de un cuerpo con un pasador de bola ubicado en su interior con una rosca para la tuerca de corona y un orificio transversal para la chaveta;La bisagra se puede cerrar con una funda de goma para protegerla contra la suciedad y el agua.En el empuje transversal, los ejes de los dedos de las rótulas están ubicados en el mismo plano o desplazados en un pequeño ángulo.En el empuje longitudinal, los ejes de los pasadores de las bisagras suelen ser perpendiculares entre sí.
Un diseño algo más complejo tiene varillas transversales no reguladas.En tal empuje, se pueden proporcionar elementos adicionales:
Tapón de radiador y depósito de expansión con válvulas combinadas situadas en el mismo eje.
● En varillas para ejes con suspensión dependiente: un orificio o bisagra para la conexión al bípode de dirección;
● En varillas para ejes con suspensión independiente: dos orificios o bisagras dispuestos simétricamente para la conexión con varillas laterales;
● En varillas para automóviles con dirección hidrostática (GORU): un soporte u orificio para conectar a la varilla del cilindro hidráulico GORU.
Sin embargo, los trapecios con brazo pendular se utilizan ampliamente en muchos automóviles; en tales sistemas, el empuje transversal medio en sus puntas tiene orificios para montar la palanca pendular y el bípode de dirección.
Los tirantes ajustables constan de dos partes principales: la propia varilla y la punta de dirección conectada a ella.La punta de una forma u otra puede cambiar su posición con respecto al empuje, lo que le permite ajustar la longitud total de la pieza.Según el método de ajuste, el empuje se puede dividir en dos tipos:
● Ajuste de rosca con fijación por contratuerca;
● Ajuste mediante hilo o método telescópico con fijación con brida.
En el primer caso, la punta tiene una rosca que se enrosca en la contrarosca del extremo de la varilla, o viceversa, y la fijación por giro se realiza mediante una contratuerca en la misma rosca.En el segundo caso, la punta también se puede atornillar a la varilla, o simplemente insertarla, y la fijación por giro se realiza mediante una abrazadera de apriete en la superficie exterior de la varilla.La abrazadera de apriete puede ser estrecha y apretarse con un solo perno con tuerca, o ancha apretando dos pernos.
Diseño de barra de acoplamiento ajustable con abrazaderas
Todos los tirantes están articulados entre sí y con otras partes del sistema de dirección; esto garantiza el funcionamiento normal del sistema durante las deformaciones que se producen durante el movimiento del vehículo.Los ejes de las bisagras son pasadores de bolas, se fijan en los orificios de las piezas acopladas mediante tuercas de corona fijadas con pasadores de chaveta.
Las varillas están hechas de acero de varios grados, pueden tener una capa protectora en forma de pintura común o galvanoplastia con varios metales: zinc, cromo y otros.
Cómo elegir y reemplazar el tirante
Las barras de dirección están sometidas a cargas importantes durante el funcionamiento del vehículo, por lo que rápidamente quedan inutilizables.Muy a menudo, surgen problemas en las rótulas y las varillas también están sujetas a deformaciones y grietas, con lo que sigue la destrucción de la pieza.Un mal funcionamiento de las varillas puede indicarse por el juego y golpes del volante o, por el contrario, un volante demasiado apretado, varios golpes durante la conducción, así como una pérdida de estabilidad direccional del automóvil (conduce a el lado).Cuando aparecen estos signos, se debe diagnosticar la dirección y, si se encuentran problemas con las varillas, es necesario reemplazarlas.
Para el reemplazo, debe elegir las varillas y puntas de dirección que se instalaron anteriormente en el automóvil; esta es la única forma de garantizar que la dirección funcionará correctamente.Si el problema ocurrió solo en una varilla lateral o en la punta, entonces es mejor reemplazar estas piezas en pares; de lo contrario, existe una probabilidad muy alta de que se rompa la varilla de la segunda rueda.
La sustitución de las varillas debe realizarse de acuerdo con las instrucciones de reparación y mantenimiento del vehículo.Por lo general, esta operación se reduce a levantar el automóvil con un gato, desmontar las varillas viejas (para lo cual es mejor utilizar un extractor especial) e instalar otras nuevas.Después de la reparación, se recomienda ajustar la alineación de las ruedas.Las varillas nuevas de algunos vehículos (especialmente camiones) deben lubricarse periódicamente, pero normalmente estas piezas no requieren mantenimiento durante toda su vida útil.
Con la elección correcta y el reemplazo de los tirantes, la conducción será confiable y segura en todos los modos de conducción.
Hora de publicación: 26 de julio de 2023