Al igual que el iPhone de Apple cambió la industria de los móviles, la cremallera de la dirección asistida hidráulica es el equivalente en la industria del automóvil.
Los coches son objetos extremadamente pesados y pueden pesar hasta 1500 kilogramos. Imagínese tratando de dirigir esta monstruosidad con sus propias manos – ¡simplemente imposible! Por eso tenemos la cremallera de dirección para empezar, lo hizo posible.
Pero, no era perfecto. Si has conducido un Perodua Kancil, sabes lo difícil que era dirigir el coche. Sabíamos que teníamos que llevar la cremallera de dirección al siguiente nivel. La respuesta fue la cremallera de dirección asistida. La cremallera de dirección permitía dirigir un coche, pero la cremallera de dirección asistida era la que lo hacía más fácil.
Para aquellos que han probado ambos tipos de cremalleras de dirección, seguramente apreciarán el impacto que tuvo en nuestra vida diaria. Y gracias a ello, esta tecnología se extendió tanto hasta el punto de que todos los coches fabricados en el siglo XXI adoptan alguna forma de dirección asistida.
A partir de 2018, tenemos tres tipos de dirección asistida: (i) dirección asistida hidráulica, (ii) dirección asistida electrohidráulica, y (iii) dirección asistida eléctrica. Hoy, exploraremos y profundizaremos en el abuelo de todos los sistemas de dirección asistida: la cremallera de la dirección asistida hidráulica: qué es y cómo funciona.
- ¿Qué es la dirección asistida hidráulica?
- El auge de la dirección asistida hidráulica
- ¿Cómo funciona?
- Depósito de líquido de dirección
- Bomba de dirección
- Válvula rotativa
- Cámara hidráulica
- Limitación de la dirección asistida hidráulica
- Limitación #1: Desajuste de la asistencia eléctrica
- Limitación #2: Propensión a las fugas
- El futuro de la dirección asistida hidráulica
- ¿Qué es la dirección asistida hidráulica?¡
- Surgimiento de la dirección asistida hidráulica – ¿De dónde viene toda esta potencia?
- ¿Cómo funciona una dirección asistida hidráulica?
- Depósito de líquido de dirección
- Bomba de dirección
- Válvula rotativa
- Cámara hidráulica
- Límites inherentes a la dirección asistida hidráulica: ¿no es suficiente? Proporciona la tan necesaria asistencia a la dirección en nuestros desplazamientos diarios. Pero, como todo en el mundo, nada es perfecto. La dirección asistida hidráulica también tiene defectos inherentes. Limitación #1: Desajuste de la asistencia eléctrica.
- Limitación #2: Propenso a las fugas
- El futuro del sistema de dirección hidráulica
¿Qué es la dirección asistida hidráulica?¡
Sabes, los ingenieros pueden ser bastante literales y prácticos cuando se trata de nombrar las cosas y realmente ayuda a que sea más fácil de entender las cosas! Vamos a desglosar palabra por palabra.
La palabra – «Hidráulico» es sólo una palabra elegante para el uso de líquido, lo que podría significar agua, aceite, y etc. En este caso, estamos utilizando un color rosa brillante aceite de dirección hidráulica para nuestros coches.
Entonces, tenemos la palabra – «Dirección asistida». Cuando presurizamos el líquido de dirección y lo utilizamos de forma inteligente (más adelante), obtenemos una potencia adicional que nos ayuda a dirigir nuestro coche con más facilidad.
¡Y ahí lo tenemos!
En esencia, la dirección asistida hidráulica presuriza el líquido hidráulico para darnos una potencia adicional que facilita la dirección de nuestro coche. Es una ayuda ergonómica para mejorar el control y la maniobrabilidad segura.
Este es el aspecto de una típica cremallera de dirección asistida hidráulica. Aquí hay un buen truco. Para saber si se trata de una cremallera de dirección hidráulica, basta con prestar atención al centro de la cremallera de dirección. Si ves dos tubos metálicos que sobresalen de la cremallera de dirección, sabrás que es de tipo hidráulico. Además, puede que no lo notes en la imagen, pero en realidad son muy voluminosas. Cada cremallera de dirección puede abarcar hasta 1,5 metros de longitud.
Surgimiento de la dirección asistida hidráulica – ¿De dónde viene toda esta potencia?
La dirección asistida existe desde hace mucho tiempo. Estoy hablando de unos cien años. La primera dirección asistida hidráulica fue patentada en 1876. Luego fue mejorada por Frederick W. Lanchester en 1902.
En 1926, Francis Davis se convirtió en la primera persona en montar con éxito una unidad de dirección asistida hidráulica en un automóvil. La instaló en su Pierce-Arrow de 1921 y viajó de Nueva York a Los Ángeles en sólo 12 días. Por desgracia, nadie vio realmente el potencial y nunca se comercializó. Al menos no hasta 1939, cuando estalló la segunda guerra mundial.
Durante la guerra, la gente comenzó a buscar maneras de controlar su máquina de guerra fuertemente blindada mejor, más rápido y más fácil. En busca de una ventaja competitiva en la batalla, la tecnología detrás de la dirección asistida hidráulica fue rápidamente adoptada en la prominencia. Cuando la guerra terminó en 1945, 10.000 vehículos militares estaban equipados con una unidad de dirección asistida.
Cuando se probó y demostró a tan gran escala, es difícil no ver el potencial de esta pieza de tecnología relativamente «nueva». Y así sucedió. En 1951, Chrysler es el primer fabricante de automóviles que pone a disposición del público la unidad de dirección asistida. Estaba disponible para el público a través de su coche de pasajeros – el Chrysler Imperial.
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Poco después, muchos otros fabricantes de automóviles como General Motors, Toyota y Honda no tardaron en idear su propia variante de dirección asistida y en implementarla. Y eso nos lleva a la situación actual. En el siglo XXI, prácticamente todos los coches están equipados con dirección asistida.
Si realmente lo piensas, la dirección asistida es una pieza de tecnología que nació en tiempos difíciles y se convirtió en algo que cambió nuestra vida completamente para mejor. Es realmente notable.
¿Cómo funciona una dirección asistida hidráulica?
Si usted es completamente nuevo en el sistema de dirección del coche, recomiendo encarecidamente comenzar con Cómo funciona el sistema de dirección del coche – en inglés simple primero. Esto es porque una cremallera de dirección regular no asistida funciona de manera muy similar a un sistema de dirección asistida hidráulica.
La única diferencia es que la dirección asistida hidráulica tiene algunas piezas adicionales para suministrar la potencia extra. Me refiero a…
- Líquido hidráulico
- Depósito de líquido de dirección
- Bomba de dirección
- Válvula rotativa
- Cámara hidráulica
Depósito de líquido de dirección
Al igual que tenemos un depósito de gasolina para la gasolina, tenemos un depósito de líquido de dirección para el líquido de dirección. Siempre que usamos un fluido, tenemos un recipiente que los contiene cuando no los estamos usando.
No hay nada demasiado elegante sobre esta parte aquí, y su propósito es bastante auto-explicativo también. Pero, el viaje de una dirección asistida hidráulica comienza aquí. Cuando llenamos el líquido de dirección, lo ponemos en este depósito. Contiene el líquido, y los suministros a la bomba de dirección a través de mangueras de goma.
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Bomba de dirección
Puedes encontrar la bomba de dirección unida al motor del coche, normalmente justo al lado del alternador del coche y del compresor del aire acondicionado. Conectamos la bomba de dirección al motor a través de un mecanismo de poleas de correa utilizando una correa de motor.
Cuando el motor de su coche está en marcha, la correa del motor gira en un bucle y eso también hace girar la bomba de dirección. Con ello, la bomba extrae el líquido de dirección del depósito de líquido de dirección y lo presuriza.
¿Cómo lo hacen exactamente? Bueno, no quiero abrumar con todos los pequeños detalles, pero si usted está interesado en saber más, tenemos un artículo sobre la bomba de dirección muy pronto. Por ahora, piense en la bomba de dirección como una caja negra. Introducimos líquido de dirección de baja presión, y el líquido de dirección de alta presión sale por el otro extremo.
Este líquido de dirección de alta presión sale entonces de la bomba de dirección, a través de las mangueras de dirección y hacia la cremallera de dirección, concretamente hacia la válvula rotativa.
Válvula rotativa
Dentro de la cremallera de dirección, tenemos lo que se conoce como válvula rotativa. Una válvula rotativa es una carcasa metálica muy sensible con agujeros estratégicamente colocados que redirige el líquido de dirección de vuelta a la bomba de dirección o a la cremallera de dirección.
Considérelo como el policía de tráfico en una intersección de carreteras con mucho tráfico. Indica al líquido de la dirección el camino que debe seguir dependiendo de hacia dónde gire el volante. Así es como funciona…
- Si el volante está en su posición original, la válvula rotativa redirige el líquido de dirección de vuelta a la bomba de dirección y no pasa nada. El ciclo del líquido de dirección que va del depósito a la bomba y a la válvula rotativa se repite continuamente.
- Pero cuando el conductor gira el volante, la válvula rotativa se abre y el líquido de dirección de la bomba de dirección se redirige. Esta vez, no vuelve a la bomba de dirección, sino que sale de la válvula rotativa a través de los conductos de fluido y llega a una de las cámaras hidráulicas de la cremallera de dirección.
Cámara hidráulica
Como el líquido de dirección de la válvula rotativa se redirige a la cámara hidráulica, ¡empezamos a tener asistencia eléctrica! Pero vamos a dar un paso atrás y ver cómo todo sucedió.
En la cámara hidráulica, hay un pistón hidráulico justo en el centro. Este separa la cámara hidráulica en dos partes iguales: el lado izquierdo y el lado derecho. El líquido de dirección se redirige a estas dos cámaras, pero aquí está el giro – ¡no reciben cantidades iguales de líquido de dirección!
Cuando hay más líquido de dirección en un lado de la cámara hidráulica, se crea un diferencial de presión a través de la cámara. El líquido de dirección empuja entonces el pistón hidráulico hacia el lado más débil de la cámara hidráulica y la cremallera de dirección se mueve en consecuencia.
Ahora algunos de ustedes se preguntarán, por qué hay un diferencial de presión.
Debido a la dinámica de los fluidos. O, más específicamente la ecuación de Bernoulli. Para darte una metáfora que te ayude a entenderlo, imagina dos habitaciones de igual tamaño con una pared móvil que puedes empujar en el medio. En una de las habitaciones caben 50 personas y en la otra 100. Como hace mucho calor y está muy cargado en la habitación, yo empujaría la pared para tener más espacio en mi habitación. Pero, ¡la otra habitación también quiere más espacio! Muy rápidamente, esto se convierte en un tira y afloja en el que el equipo más fuerte empuja la pared hacia el otro lado.
De todos modos, este «empuje de la pared» es lo que nos da la potencia extra. Como ambos extremos de la cremallera de dirección están conectados a las ruedas del coche, cuando la cremallera de dirección se mueva hacia la derecha, también lo harán las ruedas del coche. Y… ¡Voilà! El coche cambia de dirección y el líquido de dirección vuelve al depósito de líquido de dirección para repetir todo el proceso de nuevo.
Y así, amigos míos, es como funciona una dirección asistida hidráulica.
Límites inherentes a la dirección asistida hidráulica: ¿no es suficiente? Proporciona la tan necesaria asistencia a la dirección en nuestros desplazamientos diarios. Pero, como todo en el mundo, nada es perfecto. La dirección asistida hidráulica también tiene defectos inherentes.
Limitación #1: Desajuste de la asistencia eléctrica.
Es lamentable que no podamos controlar la cantidad de asistencia eléctrica que recibimos. La asistencia de potencia que estamos recibiendo podría no ser lo que necesitamos.
Explicaré lo que quiero decir.
Ahora, todos sabemos que el motor del coche impulsa nuestra bomba de dirección a través de la correa del motor. Están conectadas físicamente y no hay manera de que podamos controlar cuánta potencia dar o no dar. Nos guste o no, la velocidad de nuestra bomba de dirección está directamente relacionada con las RPM del motor del coche. Cuando conducimos más rápido, las RPM del motor del coche aumentan y la bomba funciona más rápido. Por el contrario, cuando conducimos más despacio, las RPM del motor del coche disminuyen y la bomba se ralentiza. Ahora considere estos 3 escenarios…
- Cuando conducimos a baja velocidad / parados
- Cuando conducimos a alta velocidad
- Cuando conducimos en línea recta
Cuando conducimos a baja velocidad o al ralentí, necesitamos más asistencia eléctrica porque es más difícil dirigir el coche sin ningún impulso. Pero en realidad, las RPM del motor del coche son bajas cuando está al ralentí, y por lo tanto sólo estamos recibiendo la menor cantidad de asistencia de potencia cuando, por ejemplo, nos movemos dentro y fuera de un aparcamiento.
Cuando se conduce a alta velocidad, es útil tener un volante más rígido para que el volante se sienta más firme y estable. Pero cuando se conduce a gran velocidad, el motor del coche hace trabajar en exceso a la bomba de la dirección y recibimos demasiada asistencia eléctrica. Un ligero empujón en el volante puede sobredirigir el coche en una dirección que no deseamos.
Cuando conducimos en línea recta, no necesitamos ningún tipo de asistencia porque no estamos girando el coche. Sin embargo, el motor sigue accionando la bomba de la dirección tanto si lo necesitamos como si no. Cuando se están moviendo partes innecesarias, se desperdicia energía y eso disminuye nuestra economía de combustible.
Limitación #2: Propenso a las fugas
Hay otro problema.
Debido a la propia naturaleza de la hidráulica, necesitamos líquido de dirección para que el sistema funcione. Los fluidos son muy escurridizos, donde quiera que vayan, encontrarán cualquier pequeña abertura para escapar. Eso significa que siempre que utilicemos líquido, puedes estar seguro de que llegará un momento en el que empiece a gotear.
En nuestro caso, no es raro encontrar fugas de líquido de dirección en la manguera de dirección, la bomba de dirección o la cremallera de dirección después de unos pocos años de uso. Cuando esto sucede, usted comenzará a notar que el volante se siente más difícil de girar. O se encontrará con que tiene que rellenar constantemente el líquido de dirección cada dos semanas aproximadamente.
Este es sólo uno de los muchos problemas a los que nos podemos enfrentar en un sistema de dirección hidráulica. Si desea obtener más información sobre, hemos enumerado los 7 principales problemas de la cremallera de dirección que puede identificar sólo para usted.
Déle una lectura, valdrá la pena cada minuto.
El futuro del sistema de dirección hidráulica
Sí, hay defectos. Pero la dirección asistida hidráulica ha avanzado mucho y ha hecho que la conducción sea más fácil y segura que nunca. No sé tú, pero yo ya no me imagino conduciendo sin dirección asistida
La tecnología es genial y por eso intentamos mejorarla continuamente. O al menos lo intentamos. La mala noticia es que estamos llegando a la madurez de un sistema de dirección hidráulica debido a algunas de las limitaciones inherentes.
La buena noticia es que, precisamente por eso, estamos empezando a ver un cambio hacia el sistema de dirección asistida electrónica porque podemos introducir mucho más control sobre todo el sistema de dirección asistida. Al igual que los sensores del ABS mejoraron el sistema de frenado, podemos hacer lo mismo con el sistema de dirección asistida. Y, quién sabe, podría ser un trampolín para un coche sin conductor en el futuro. Pero eso sería otra historia para otro día.
Hasta entonces, ¡conduce con seguridad y conduce con inteligencia!
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