Direccion


La dirección es un sistema de componentes, enlaces, etc. que permite que cualquier vehículo ( automóvil , motocicleta , bicicleta ) siga el rumbo deseado. Una excepción es el caso del transporte ferroviario en el que las vías del tren combinadas con los interruptores de ferrocarril (también conocidos como "puntos" en inglés británico) proporcionan la función de dirección. El propósito principal del sistema de dirección es permitir que el conductor guíe el vehículo.

Parte del mecanismo de dirección del automóvil: barra de dirección, brazo de dirección, eje del perno rey (mediante rótulas )
Geometría de dirección Ackermann

La disposición de dirección más convencional es girar las ruedas delanteras utilizando un volante manual que se coloca delante del conductor, a través de la columna de dirección , que puede contener juntas universales (que también pueden ser parte del diseño de la columna de dirección plegable). , para permitir que se desvíe un poco de una línea recta. En ocasiones, se encuentran otras disposiciones en diferentes tipos de vehículos, por ejemplo, un timón o una dirección en las ruedas traseras. Los vehículos con orugas , como excavadoras y tanques, generalmente emplean dirección diferencial , es decir, las orugas están hechas para moverse a diferentes velocidades o incluso en direcciones opuestas, utilizando embragues y frenos , para provocar un cambio de rumbo o dirección.

Geometría básica

  • Dirección Ackermann

  • Dirección con manivela de campana

  • Dirección de piñón y cremallera

  • Dirección corta de piñón y cremallera

El ángulo de giro θ indica la línea de pivote del perno rey y el área gris indica la llanta del vehículo con la rueda moviéndose de derecha a izquierda. Un ángulo de avance positivo ayuda a la estabilidad direccional , ya que la rueda tiende a arrastrarse, pero un ángulo grande dificulta la dirección.
Curvas descritas por las ruedas traseras de un automóvil convencional. Mientras el vehículo se mueve a velocidad constante, sus ruedas traseras internas y externas no lo hacen.

El objetivo básico de la dirección es garantizar que las ruedas apunten en las direcciones deseadas. Por lo general, esto se logra mediante una serie de enlaces, varillas, pivotes y engranajes. Uno de los conceptos fundamentales es el del ángulo de giro : cada rueda se dirige con un punto de pivote delante de la rueda; esto hace que la dirección tienda a centrarse automáticamente en el sentido de la marcha.

Los enlaces de dirección que conectan la caja de dirección y las ruedas generalmente se ajustan a una variación de la geometría de la dirección de Ackermann , para tener en cuenta el hecho de que en un giro, la rueda interior en realidad viaja por un camino de radio más pequeño que la rueda exterior, de modo que el grado de la puntera apta para circular por un camino recto no es apta para giros. El ángulo que forman las ruedas con el plano vertical también influye en la dinámica de la dirección (ver ángulo de inclinación ) al igual que los neumáticos .

Cremallera y piñón, bola de recirculación, tornillo sin fin y sector

Mecanismo de dirección de cremallera y piñón : 1 volante; 2 columna de dirección; 3 cremallera y piñón; 4 tirantes; 5 pivote
Unidad de piñón y cremallera montada en la cabina de un chasis de automóvil deportivo Ariel Atom , atípico de los automóviles de producción contemporáneos
Caja de dirección no asistida de un vehículo de motor

Muchos automóviles modernos utilizan mecanismos de dirección de piñón y cremallera , donde el volante hace girar el piñón; el piñón mueve la cremallera, que es un engranaje lineal que engrana con el piñón, convirtiendo el movimiento circular en movimiento lineal a lo largo del eje transversal del automóvil (movimiento de lado a lado). Este movimiento aplica un par de dirección a las rótulas de los pasadores giratorios que reemplazaban a los pivotes principales usados ​​anteriormente del eje muñón de las ruedas de dirección a través de tirantes y un brazo de palanca corto llamado brazo de dirección.

El diseño de piñón y cremallera tiene las ventajas de un alto grado de retroalimentación y "sensación" directa de dirección. Una desventaja es que no es ajustable, por lo que cuando se desgastan y desarrollan pestañas , la única cura es el reemplazo.

BMW comenzó a utilizar sistemas de dirección de piñón y cremallera en la década de 1930, y muchos otros fabricantes europeos adoptaron la tecnología. Los fabricantes de automóviles estadounidenses adoptaron la dirección de piñón y cremallera a partir del Ford Pinto 1974 . [1]

Los diseños más antiguos utilizan dos principios fundamentales: el diseño sinfín y sectorial y el tornillo y la tuerca. Ambos tipos se mejoraron reduciendo la fricción; para tornillos y tuercas, es el mecanismo de recirculación de bolas , que todavía se encuentra en camiones y vehículos utilitarios. La columna de dirección hace girar un tornillo grande que engrana con la tuerca mediante la recirculación de bolas. La tuerca mueve un sector de un engranaje, haciendo que gire alrededor de su eje cuando se gira el tornillo; un brazo unido al eje del sector mueve el brazo Pitman , que está conectado al varillaje de dirección y, por lo tanto, dirige las ruedas. La versión de recirculación de bolas de este aparato reduce la considerable fricción al colocar grandes rodamientos de bolas entre el tornillo y la tuerca; en cada extremo del aparato, las bolas salen de entre las dos piezas a un canal interno de la caja que las conecta con el otro extremo del aparato, por lo que son "recirculadas".

El mecanismo de recirculación de bolas tiene la ventaja de una ventaja mecánica mucho mayor , de modo que se encontraba en vehículos más grandes y pesados, mientras que la cremallera y el piñón se limitaban originalmente a los más pequeños y ligeros; Sin embargo, debido a la adopción casi universal de la dirección asistida , esto ya no es una ventaja importante, lo que lleva al uso cada vez mayor de cremallera y piñón en los automóviles más nuevos. El diseño de bola de recirculación también tiene un latigazo perceptible, o "punto muerto" en el centro, donde un giro de un minuto del volante en cualquier dirección no mueve el aparato de dirección; esto se puede ajustar fácilmente mediante un tornillo en el extremo de la caja de dirección para tener en cuenta el desgaste, pero no se puede eliminar por completo porque creará fuerzas internas excesivas en otras posiciones y el mecanismo se desgastará muy rápidamente. Este diseño todavía se usa en camiones y otros vehículos grandes, donde la rapidez de la dirección y el tacto directo son menos importantes que la robustez, la facilidad de mantenimiento y las ventajas mecánicas.

El gusano y el sector era un diseño más antiguo, utilizado, por ejemplo, en los vehículos Willys y Chrysler, y en el Ford Falcon (década de 1960). Para reducir la fricción, el sector se reemplaza por un rodillo o pasadores giratorios en el brazo del eje de balancín.

Generalmente, los vehículos más antiguos usan el mecanismo de recirculación de bolas y solo los vehículos más nuevos usan la dirección de piñón y cremallera. Sin embargo, esta división no es muy estricta, y los sistemas de dirección de piñón y cremallera se pueden encontrar en los autos deportivos británicos de mediados de la década de 1950, y algunos fabricantes de automóviles alemanes no abandonaron la tecnología de recirculación de bolas hasta principios de la década de 1990.

Existen otros sistemas de dirección, pero son poco comunes en los vehículos de carretera. Los juguetes y los karts de los niños a menudo utilizan un varillaje muy directo en forma de manivela acodada (también conocida comúnmente como brazo Pitman ) unida directamente entre la columna de dirección y los brazos de dirección, y el uso de varillajes de dirección operados por cable (por ejemplo, el cabrestante y mecanismo de cuerda de arco ) también se encuentra en algunos vehículos construidos en casa, como los carros con caja de jabón y los triciclos reclinables .

Dirección asistida

La dirección asistida ayuda al conductor de un vehículo a conducir al dirigir parte de su potencia para ayudar a girar las ruedas direccionales sobre sus ejes de dirección. A medida que los vehículos se han vuelto más pesados ​​y se han cambiado a la tracción delantera , en particular utilizando geometría de desplazamiento negativo, junto con aumentos en el ancho y el diámetro de los neumáticos, el esfuerzo necesario para girar las ruedas alrededor de su eje de dirección ha aumentado, a menudo hasta el punto en que se produciría un esfuerzo físico importante. sería necesario si no fuera por la asistencia eléctrica. Para aliviar esto, los fabricantes de automóviles han desarrollado sistemas de dirección asistida , o más correctamente dirección asistida, ya que en los vehículos que circulan por la carretera tiene que haber un enlace mecánico a prueba de fallas. Hay dos tipos de sistemas de dirección asistida: hidráulicos y eléctricos / electrónicos. También es posible un sistema híbrido hidráulico-eléctrico.

Una dirección asistida hidráulica (HPS) utiliza la presión hidráulica suministrada por una bomba impulsada por el motor para ayudar al movimiento de girar el volante. La dirección asistida eléctrica (EPS) es más eficiente que la dirección asistida hidráulica, ya que el motor de la dirección asistida eléctrica solo necesita brindar asistencia cuando se gira el volante, mientras que la bomba hidráulica debe funcionar constantemente. En EPS, la cantidad de asistencia se puede ajustar fácilmente al tipo de vehículo, la velocidad de la carretera e incluso las preferencias del conductor. Un beneficio adicional es la eliminación del peligro ambiental que representan las fugas y la eliminación del líquido de dirección asistida hidráulica. Además, la asistencia eléctrica no se pierde cuando el motor falla o se para, mientras que la asistencia hidráulica deja de funcionar si el motor se detiene, lo que hace que la dirección sea doblemente pesada, ya que el conductor ahora debe girar no solo la dirección muy pesada, sin ninguna ayuda, sino también la sistema de asistencia eléctrica en sí.

Dirección sensible a la velocidad

Una consecuencia de la dirección asistida es la dirección sensible a la velocidad, donde la dirección es muy asistida a baja velocidad y ligeramente asistida a alta velocidad. Los fabricantes de automóviles perciben que los automovilistas pueden necesitar hacer grandes movimientos de dirección mientras maniobran para estacionar, pero no mientras viajan a alta velocidad. El primer vehículo con esta característica fue el Citroën SM con su diseño Diravi , [2] aunque en lugar de alterar la cantidad de asistencia como en los sistemas de dirección asistida modernos, alteró la presión sobre una leva de centrado que hizo que el volante intentara "saltar "de vuelta a la posición recta. Los modernos sistemas de dirección asistida sensibles a la velocidad reducen la asistencia mecánica o eléctrica a medida que aumenta la velocidad del vehículo, dando una sensación más directa. Esta característica se está volviendo cada vez más común.

Dirección en las cuatro ruedas

Caja de dirección trasera Honda Prelude Mk III
Dirección en las cuatro ruedas dependiente de la velocidad.
Primer ejemplo de dirección en las cuatro ruedas. Fotografía de 1910 del tractor Caldwell Vale de 80 CV en acción.
1937 Mercedes-Benz Tipo G 5 con dirección en las cuatro ruedas.
Sierra Denali con Quadrasteer , ángulo de dirección trasero.
Trolebús articulado de Arnhem que demuestra su dirección en las cuatro ruedas en los ejes delantero y trasero (2006).
Remolque de transporte pesado con dirección en las cuatro ruedas controlada remotamente por un timonel que camina en la parte trasera del remolque (2008).
2007 Carretilla telescópica Liebherr-Bauma con dirección de cangrejo.
Rodillo tándem Hamm DV70 con dirección de cangrejo para cubrir la máxima superficie de la carretera (2010).
Aplicador de lodo agrícola que utiliza dirección de cangrejo para minimizar la compactación del suelo (2009).

La dirección en las cuatro ruedas es un sistema empleado por algunos vehículos para mejorar la respuesta de la dirección, aumentar la estabilidad del vehículo mientras se maniobra a alta velocidad o para disminuir el radio de giro a baja velocidad.

Dirección activa en las cuatro ruedas

En un sistema activo de dirección en las cuatro ruedas, las cuatro ruedas giran al mismo tiempo cuando el conductor conduce. En la mayoría de los sistemas activos de dirección en las cuatro ruedas, las ruedas traseras son dirigidas por una computadora y actuadores. [3] Las ruedas traseras generalmente no pueden girar tanto como las ruedas delanteras. Puede haber controles para apagar la dirección trasera y opciones para dirigir solo las ruedas traseras independientemente de las ruedas delanteras. A baja velocidad (por ejemplo, al estacionar), las ruedas traseras giran en sentido opuesto a las ruedas delanteras, lo que reduce el radio de giro, a veces crítico para camiones grandes , tractores, vehículos con remolques y automóviles de pasajeros con una gran distancia entre ejes, mientras que a velocidades más altas, tanto las ruedas delanteras como las traseras girar de manera similar (controlado electrónicamente), de modo que el vehículo pueda cambiar de posición con menos desvío y una mejor acumulación de la aceleración lateral , mejorando la estabilidad en línea recta. [3] [4] El "efecto de serpenteo" experimentado durante los recorridos por autopista mientras se arrastra un remolque de viaje queda así en gran parte anulado. [ dudoso ]

La dirección en las cuatro ruedas encontró su uso más extendido en camiones monstruo , donde la maniobrabilidad en arenas pequeñas es fundamental, y también es popular en vehículos agrícolas y camiones grandes . Algunos de los autobuses interurbanos europeos modernos también utilizan la dirección en las cuatro ruedas para ayudar a la maniobrabilidad en las terminales de autobuses y también para mejorar la estabilidad de la carretera. Mazda fueron pioneros en aplicar la dirección en las cuatro ruedas a los automóviles, mostrándola en su prototipo de automóvil Mazda MX-02 de 1984 en el que las ruedas traseras giraban en sentido contrario a baja velocidad. [5] Mazda procedió a ofrecer una versión de este sistema electrónico de dirección en las cuatro ruedas en el Mazda 626 y MX6 en 1988. El primer vehículo de rally en utilizar la tecnología fue el Peugeot 405 Turbo 16 . Su debut fue en el Pikes Peak International Hill Climb de 1988, donde estableció un tiempo récord de 10: 47.77. [6] El coche conseguiría la victoria en el Rally París-Dakar de 1989 y 1990 , conducido de nuevo por Ari Vatanen .

Anteriormente, Honda tenía la dirección en las cuatro ruedas como opción en sus modelos Prelude 1987-2001 y Honda Ascot Innova (1992-1996). General Motors ofreció Delphi 's Quadrasteer en su consumo Silverado / Sierra y suburbano / Yukon . Sin embargo, solo se vendieron 16,500 vehículos con este sistema desde su introducción en 2002 hasta 2004. Debido a esta baja demanda, GM descontinuó la tecnología a fines del año modelo 2005. [7] Nissan / Infiniti ofrecen varias versiones de su sistema HICAS de serie o como opción en gran parte de su gama.

A principios de la década de 2000 , se introdujo en el mercado una nueva generación de sistemas de dirección en las cuatro ruedas. Al principio, en 2001, BMW equipó su serie 7 con un sistema de dirección en todas las ruedas (opcional, llamado 'Dirección Activa Integral'), que ahora está disponible en las series 7 , [8] 6 series [9] y 5 actuales [4]. como una opción. Renault introdujo una dirección opcional en las cuatro ruedas llamada '4control' [10] [11] [12] en 2009, al principio en el Laguna GT , que actualmente está disponible en el Talisman , [11] Mégane [10] y Espace [12 ] líneas de vehículos. En 2013, Porsche introdujo un sistema en el 991 Turbo como equipo estándar. [13] Desde 2016, el Porsche Panamera también se ofrece con una dirección opcional en las cuatro ruedas. [14] Audi lanzó el modelo Q7 2014 con un sistema opcional. [15] También los fabricantes de equipos originales japoneses ofrecen vehículos de segmento de lujo equipados con dirección en las cuatro ruedas, como Infiniti en su modelo QX70 ('Dirección activa trasera') [16] y Lexus en el GS. [17] Los fabricantes italianos han lanzado la tecnología en los años modelo 2016/17 con el Ferrari F12tdf , [18] el Ferrari GTC4Lusso [19] y el Lamborghini Aventador S Coupé . [20]

Automóviles de producción con dirección activa en las cuatro ruedas
  • Audi A8 (dirección en todas las ruedas ) [21]
  • Audi Q7 ( dirección en todas las ruedas , en la segunda generación de 2015) [22]
  • Acura RLX (P-AWS)
  • Acura TLX (P-AWS), modelos de tracción delantera
  • BMW Serie 8 (E31) 850CSi (solo modelos con especificaciones europeas )
  • BMW Serie 7 (2009-presente en adelante, parte del paquete deportivo) [23]
  • BMW Serie 6 (2011-Presente en adelante, opción de dirección activa integral)
  • BMW Serie 5 (2010-presente en adelante, opción de dirección activa integral)
  • Cadillac CT6 (2016 en adelante) (dirección trasera activa como opción en el paquete de chasis activo)
  • Chevrolet Silverado (2002-2005) (alta y baja velocidad)
  • Daimler Dingo (Mk 1, 1940)
  • Efini MS-9 (alta y baja velocidad)
  • Ferrari GTC4Lusso
  • Ferrari F12tdf
  • GMC Sierra (2002-2005) (alta y baja velocidad)
  • GMC Sierra Denali (2002-2004) (alta y baja velocidad)
  • HiPhi X (2020-Presente) (alta y baja velocidad)
  • Honda Prelude (alta y baja velocidad, mecánica de 1987 a 1991, computarizada de 1992 a 2001)
  • Honda Accord (1991) (alta y baja velocidad, mecánico)
  • Honda Ascot Innova (1992) (alta y baja velocidad, computarizado de 1992 a 1996)
  • Infiniti FX50 AWD (opcional en el paquete deportivo) (2008 al presente) (alta y baja velocidad, completamente electrónico)
  • Infiniti G35 Sedan (opcional en los modelos deportivos) (2007 al presente) (¿solo alta velocidad?)
  • Infiniti G35 Coupe (opcional en los modelos Sport) (2006 al presente) (solo alta velocidad) [24]
  • Infiniti J30t (paquete turístico) (1993-1994)
  • Infiniti M35 (opcional en los modelos deportivos) (2006 al presente) (¿solo alta velocidad?)
  • Infiniti M45 (opcional en los modelos deportivos) (2006 al presente) (¿solo alta velocidad?)
  • Infiniti Q45t (1989-1994) (¿solo alta velocidad?)
  • Lamborghini Aventador S (2017)
  • Lamborghini Centenario
  • Lamborghini Urus (2018)
  • Lamborghini Huracán Evo (2019)
  • Lexus GS (2013 en adelante, si está equipado con Lexus Dynamic Handling opcional)
  • Lexus LC 500
  • Mazda 929 (1992-1995) (computarizado, alta y baja velocidad) (todos los modelos)
  • Mazda 626 (1988) (alta y baja velocidad)
  • Mazda MX-6 (1989-1997) (alta y baja velocidad)
  • Mazda RX-7 (opcional, computarizado, alta y baja velocidad)
  • Mazda Xedos 9 / Mazda Eunos 800 (1996-2003) (Opcional, computarizado, alta y baja velocidad)
  • Mercedes-AMG GT R
  • Mercedes-Benz Typ G5 (1937)
  • Mercedes-Benz Vito (variante London Taxi)
  • Mitsubishi Galant (solo alta velocidad)
  • Mitsubishi GTO (también vendido como Mitsubishi 3000GT y Dodge Stealth) (Mecánico) (solo alta velocidad)
  • Nissan Cefiro (A31) (solo alta velocidad)
  • Nissan 180SX (opción HICAS)
  • Nissan 240SX / Silvia (opción en modelos SE) (solo alta velocidad)
  • Nissan 300ZX (todos los modelos Twin-Turbo Z32) (solo alta velocidad)
  • Nissan Laurel (versiones posteriores) (solo alta velocidad)
  • Nissan Fuga / Infiniti M (solo alta velocidad)
  • Nissan Silvia (opcional en todos los modelos S13) (solo alta velocidad)
  • Nissan Skyline GTS, GTS-R, GTS-X (1986) (solo alta velocidad)
  • Nissan Skyline GT-R (alta y baja velocidad)
  • Porsche 911 GT3 (Modelo 991) (alta y baja velocidad)
  • Porsche 911 GT3 RS (Modelo 991) (alta y baja velocidad)
  • Porsche 911 Turbo (modelo 991 / 991.2) (alta y baja velocidad) [25]
  • Porsche 911 Turbo S (modelo 991 / 991.2) (alta y baja velocidad) [26]
  • Porsche 918 Spyder (alta y baja velocidad)
  • Porsche Cayenne (2018 en adelante) (alta y baja velocidad, opcional)
  • Porsche Panamera (2016 en adelante) (alta y baja velocidad, opcional)
  • Renault Espace (parte del sistema "Multi-sense", opcional a partir de la quinta generación) [27]
  • Renault Laguna (solo en la versión GT de la tercera generación que se lanzó en octubre de 2007, GT se lanzó en abril de 2008)
  • Renault Mégane (versiones GT de cuarta generación, versión RS 2017+) [28] [29]
  • Renault Talisman [30]
  • Rolls-Royce Cullinan
  • Subaru Alcyone SVX JDM (1991-1996) (versión japonesa: "L-CDX" solamente) (solo alta velocidad)
  • Toyota Aristo (1997) (¿alta y baja velocidad?)
  • Toyota Camry / Vista JDM 1988–1999 (opcional) [31]
  • Toyota Carina ED / Toyota Corona EXiV (primer 2WS a 4WS conmutable de modo dual del mundo)
  • Toyota Celica (opción en la quinta y sexta generación, 1990-1993 ST183 y 1994-1997 ST203) (modo dual, alta y baja velocidad)
  • Toyota Soarer (UZZ32)
  • Volkswagen Touareg
Dirección de cangrejo

La dirección de cangrejo es un tipo especial de dirección activa en las cuatro ruedas. Funciona dirigiendo todas las ruedas en la misma dirección y en el mismo ángulo. La dirección de cangrejo se usa cuando el vehículo necesita avanzar en línea recta pero bajo un ángulo (es decir, cuando se mueven cargas con una carretilla retráctil o durante la filmación con una plataforma rodante con cámara), o cuando las ruedas traseras pueden no seguir las huellas de las ruedas delanteras ( es decir, reducir la compactación del suelo cuando se utilizan equipos agrícolas rodantes).

Dirección pasiva de la rueda trasera

Muchos vehículos modernos tienen dirección trasera pasiva . En muchos vehículos, al tomar una curva, las ruedas traseras tienden a girar ligeramente hacia el exterior de una curva, lo que puede reducir la estabilidad. El sistema de dirección pasiva utiliza las fuerzas laterales generadas en un giro (a través de la geometría de la suspensión) y los casquillos para corregir esta tendencia y dirigir las ruedas ligeramente hacia el interior de la curva. Esto mejora la estabilidad del automóvil durante la curva. Este efecto se llama subviraje de cumplimiento y, o su contrario, está presente en todas las suspensiones. Los métodos típicos para lograr el subviraje de cumplimiento son usar un enlace de Watt en un eje trasero vivo, o el uso de casquillos de control de la convergencia en una suspensión de viga giratoria . En una suspensión trasera independiente , normalmente se logra cambiando las velocidades de los casquillos de goma en la suspensión. Algunas suspensiones suelen tener sobreviraje de cumplimiento debido a la geometría, como los ejes dinámicos Hotchkiss , el IRS del brazo semirremolque y las vigas giratorias traseras, pero pueden mitigarse mediante revisiones de los puntos de pivote de la ballesta o del brazo de arrastre, o eslabones de suspensión adicionales o geometría interna compleja de los casquillos.

La dirección pasiva de las ruedas traseras no es un concepto nuevo, ya que se ha utilizado durante muchos años, aunque no siempre se reconoce como tal.

Dirección articulada

Cargador frontal con dirección articulada (2007).

La dirección articulada es un sistema mediante el cual un vehículo se divide en mitades delantera y trasera que están conectadas por una bisagra vertical. Las mitades delantera y trasera están conectadas con uno o más cilindros hidráulicos que cambian el ángulo entre las mitades, incluidos los ejes y ruedas delanteros y traseros, dirigiendo así el vehículo. Este sistema no utiliza brazos de dirección, pivotes de dirección, tirantes, etc. como lo hace la dirección en las cuatro ruedas. Si la bisagra vertical se coloca equidistante entre los dos ejes, también elimina la necesidad de un diferencial central en los vehículos con tracción en las cuatro ruedas, ya que tanto el eje delantero como el trasero seguirán el mismo camino y, por lo tanto, girarán a la misma velocidad. Los dúmperes articulados tienen muy buen rendimiento todoterreno.

Las combinaciones de vehículos y remolques, como semirremolques , trenes de carretera , autobuses articulados y trolebuses de transporte interno, pueden considerarse vehículos articulados pasivamente .

Dirección de la rueda trasera

Unos tipos de uso del vehículo solamente de dirección de la rueda trasera, especialmente carretillas elevadoras , carretillas de la cámara , los primeros cargadores de pago , Buckminster Fuller 's coche Dymaxion , y el ThrustSSC . [32]

En los automóviles, la dirección de la rueda trasera tiende a ser inestable porque en los giros la geometría de la dirección cambia, lo que disminuye el radio de giro (sobreviraje), en lugar de aumentarlo (sobreviraje). La dirección de la rueda trasera está diseñada para vehículos más lentos que necesitan una gran maniobrabilidad en espacios reducidos, por ejemplo, montacargas.

Para transporte pesado o para una mayor maniobrabilidad, algunos semirremolques están equipados con dirección en las ruedas traseras, controlada electrohidráulicamente. Las ruedas de todos o algunos de los ejes traseros se pueden girar en diferentes ángulos para permitir curvas más cerradas, o en el mismo ángulo (la denominada dirección de "cangrejo") para mover la parte trasera del remolque lateralmente.

Conducir por cable

1971 Vehículo itinerante lunar (LRV) con controles de dirección con joystick.
2012 Honda EV-STER concepto de "dirección de doble palanca".

El objetivo de la tecnología de dirección por cable es eliminar por completo tantos componentes mecánicos (eje de dirección, columna, mecanismo de reducción de velocidad, etc.) como sea posible. Reemplazar completamente el sistema de dirección convencional con el sistema de dirección por cable tiene varias ventajas, tales como:

  • La ausencia de columna de dirección simplifica el diseño interior del automóvil.
  • La ausencia de eje de dirección, columna y mecanismo de reducción de engranajes permite una utilización mucho mejor del espacio en el compartimiento del motor.
  • El mecanismo de dirección se puede diseñar e instalar como una unidad modular.
  • Sin una conexión mecánica entre el volante y el volante, es menos probable que el impacto de un choque frontal obligue al volante a entrometerse en el espacio de supervivencia del conductor.
  • Las características del sistema de dirección se pueden ajustar fácil e infinitamente para optimizar la respuesta y la sensación de la dirección.

A partir de 2020, no hay autos de producción disponibles que dependan únicamente de la tecnología de dirección por cable debido a preocupaciones de seguridad, confiabilidad y económicas, pero esta tecnología se ha demostrado en numerosos autos de concepto y se está utilizando una tecnología similar de vuelo por cable . en aplicaciones de aviación civil y militar. Los reglamentos UN 79 [2003] no permiten ninguna conexión mecánica entre el conductor y las ruedas orientables.

Seguridad

Por razones de seguridad, todos los automóviles modernos cuentan con una columna de dirección plegable (columna de dirección que absorbe energía) que colapsará en caso de un fuerte impacto frontal para evitar lesiones excesivas al conductor. Los airbags también suelen estar equipados de serie. Las columnas de dirección no plegables instaladas en vehículos más antiguos a menudo empalaban a los conductores en choques frontales, especialmente cuando la caja de dirección o el bastidor estaban montados frente a la línea del eje delantero, en la parte delantera de la zona de deformación . Esto fue particularmente un problema en vehículos que tenían un chasis rígido separado, sin zona de deformación. La mayoría de las cajas / bastidores de dirección de vehículos modernos están montados detrás del eje delantero en el mamparo delantero, en la parte trasera de la zona de deformación delantera.

Las columnas de dirección plegables fueron inventadas por Béla Barényi y se introdujeron en el Mercedes-Benz W111 Fintail de 1959, junto con las zonas de deformación. Esta característica de seguridad apareció por primera vez [ ¿cuándo? ] en automóviles construidos por General Motors después de una campaña de cabildeo extensa y muy pública promulgada por Ralph Nader . Ford comenzó a instalar columnas de dirección plegables en 1968. [33]

Audi utilizó un volante retráctil y un sistema de tensión del cinturón de seguridad llamado procon-ten , pero desde entonces se ha descontinuado en favor de las bolsas de aire y los pretensores pirotécnicos de los cinturones de seguridad.

Ciclos

La dirección es fundamental para la estabilidad de bicicletas y motocicletas . Para obtener más información, consulte los artículos sobre dinámica y contraviraje de bicicletas y motocicletas . Manejar monociclos y monociclos es especialmente complicado.

Dirección diferencial

La dirección diferencial es el medio principal para dirigir vehículos con orugas , como tanques y excavadoras , también se usa en ciertos vehículos con ruedas comúnmente conocidos como minicargadores , e incluso se implementa en algunos automóviles, donde se llama vectorización de par , para aumentar la dirección cambiando dirección de la rueda con respecto al vehículo.

Otros tipos de dirección

Las perforadoras de túneles se dirigen mediante la inclinación hidráulica del cabezal de corte. Los vehículos de vías férreas (es decir , trenes , tranvías ) se dirigen mediante vías de guía curvas, incluidos interruptores y trenes de aterrizaje articulados. Los yates terrestres sobre ruedas y los buggies de cometas se manejan de manera similar a los automóviles. Los yates de hielo y los trineos se manejan girando los corredores delanteros fuera de la dirección de viaje. Las motos de nieve se dirigen de la misma manera girando los esquís delanteros. Los trineos tirados por caballos y los trineos tirados por perros se dirigen cambiando la dirección de tracción. Las cortadoras de césped de giro cero utilizan tracción hidráulica independiente para girar en el acto.

Normativas

En la Unión Europea, Rusia y Japón, el reglamento 79 de la CEPE está relacionado con la dirección.

En los Estados Unidos, los Estándares Federales de Seguridad de Vehículos Motorizados 203 y 204 están relacionados con la protección contra impactos para el conductor del sistema de control de dirección y el control de la dirección de desplazamiento hacia atrás, mientras que el Código 49 de Regulaciones Federales § 393.209 está relacionado con los sistemas de volante.

Los barcos y las embarcaciones generalmente se gobiernan con un timón . Dependiendo del tamaño de la embarcación, los timones se pueden accionar manualmente o utilizar un servomecanismo o un sistema de lengüeta de compensación / servo lengüeta . Los barcos que utilizan motores fuera de borda gobiernan girando toda la unidad motriz. Los barcos con motores intraborda a veces gobiernan girando solo la cápsula de la hélice (es decir, la unidad Volvo Penta IPS ). Los barcos modernos con propulsión diésel-eléctrica utilizan propulsores azimutales . Los botes impulsados ​​por remos (es decir , botes de remos , incluidas las góndolas ) o remos (es decir , canoas , kayaks , balsas ) se gobiernan generando una fuerza de propulsión más alta en el lado del bote opuesto al sentido de giro. Las motos de agua se manejan mediante el balanceo inducido por cambio de peso y la vectorización del empuje del chorro de agua . Los esquís acuáticos y las tablas de surf se manejan únicamente mediante balanceo inducido por cambio de peso.

El timón de un barco puede gobernar el barco solo cuando el agua pasa sobre él. Por lo tanto, cuando un barco no se mueve en relación con el agua en el que se encuentra o no puede mover su timón, no responde al timón y se dice que ha "perdido dirección". El movimiento de un barco a través del agua se conoce como "abriendo paso". Cuando una embarcación se mueve lo suficientemente rápido a través del agua como para girar en respuesta al timón, se dice que tiene "forma de gobierno". [34] Es por eso que los barcos en los ríos deben estar siempre a propulsión, incluso cuando viajan río abajo.

Normalmente, los aviones se dirigen mediante el uso de alerones para ladear el avión en un giro; el timón se utiliza para minimizar la guiñada adversa , más que como un medio para provocar directamente el giro. Los misiles , los dirigibles y los aerodeslizadores grandes generalmente son dirigidos por vector de timón y / o empuje . Los aerodeslizadores deportivos pequeños tienen timones similares, pero la mayoría de las veces los conduce el piloto cambiando su peso de un lado a otro y desequilibrando las fuerzas de elevación más poderosas debajo del faldón. Los propulsores y las plataformas voladoras se dirigen únicamente mediante vectorización de empuje . Los helicópteros son dirigidos por control cíclico, cambiando el vector de empuje del (los) rotor (s) principal (es) y por control antipar, generalmente proporcionado por un rotor de cola (ver controles de vuelo del helicóptero ).

  • Control de guiñada activo (AYC)
  • Bump Steer
  • Ángulo de caída
  • Empuje de comba
  • Ángulo de avance
  • DIRAVI
  • A la deriva
  • Dirección seca
  • HICAS
  • Piedra angular
  • Dirección asistida
  • Minicargadora
  • Conducir por cable
  • Amortiguador de dirección
  • Contragolpe de dirección
  • Proporción de giro
  • Volante
  • Volante (barco)
  • Caña del timón
  • Torque de dirección
  • Radio de giro
  • Dinámica de vehículos

  • Enciclopedia de los tanques alemanes de la Segunda Guerra Mundial por Peter Chamberlain y Hilary Doyle, 1978, 1999
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