Direcção Assistida Hidráulica: O que é e como funciona

Durante a guerra, as pessoas começaram a procurar formas de controlar melhor, mais rápido e mais fácil a sua máquina de guerra fortemente blindada. Em busca de uma vantagem competitiva na batalha, a tecnologia por trás da direção hidráulica foi rapidamente adotada em proeminência. Quando a guerra terminou em 1945, 10.000 veículos militares já estavam equipados com uma unidade de direcção assistida.

Quando testado e comprovado em tão grande escala, é difícil não ver o potencial desta peça relativamente “nova” tecnologia. E assim aconteceu. Em 1951, a Chrysler é o primeiro fabricante de automóveis a disponibilizar comercialmente a unidade de direcção assistida. Estava disponível ao público através do seu automóvel de passageiros – o Chrysler Imperial.

Pouco depois, muitos outros fabricantes de automóveis como a General Motors, a Toyota e a Honda rapidamente criaram as suas próprias variações de direcção assistida e implementaram-nas. E isso nos leva até onde estamos agora. No século 21, praticamente todos os carros estão agora equipados com direção hidráulica.

Se você realmente pensar nisso, a direção hidráulica é uma peça de tecnologia que nasce de tempos difíceis e floresceu em algo que mudou nossa vida completamente para melhor. É verdadeiramente notável.

Como funciona uma direcção assistida hidráulica?

Se é completamente novo no sistema de direcção automóvel, recomendo vivamente que comece por Como Funciona o Sistema de Direcção Automóvel – em Inglês Simples primeiro. Isto porque uma cremalheira de direcção regular não assistida funciona de forma muito semelhante a um sistema de direcção assistida hidráulica.

A única diferença é que a direcção assistida hidráulica tem algumas peças adicionais para fornecer a potência extra. Estou a falar de…

• Fuído hidráulico
• Depósito de fluido direccional
• Bomba direccional
• Válvula rotativa
• Câmara hidráulica

Depósito de fluido direccional

Só como temos um depósito de gasolina para gasolina, temos um depósito de fluido direccional para fluido direccional. Sempre que estamos usando fluido, temos sempre um recipiente que os segura quando não estamos usando.

Não há nada muito chique sobre esta parte aqui, e seu propósito é bastante auto-explicativo também. Mas, a viagem de uma direcção assistida hidráulica começa aqui. Quando enchemos o fluido de direcção, colocamo-lo neste reservatório. Ele segura o fluido, e o fornece à bomba de direção através de mangueiras de borracha.

Bomba de direcção

Pode encontrar a bomba de direcção ligada ao motor do automóvel, geralmente mesmo ao lado do alternador e do compressor A/C. Ligamos a bomba de direcção ao motor através de um mecanismo de correia com uma correia do motor.

Quando o motor do seu carro está em funcionamento, a correia do motor gira em loop e isso também faz girar a bomba de direcção. Com isso, a bomba puxa o fluido de direcção do reservatório do fluido de direcção e pressiona-os.

Como é que eles fazem exactamente isso? Bem, eu não quero sobrecarregá-lo com todos os pequenos detalhes, mas se você estiver interessado em saber mais, temos um artigo sobre a bomba de direção chegando muito em breve. Por enquanto, pense na bomba de direção como uma caixa preta. Nós colocamos fluido de direção de baixa pressão e o fluido de direção de alta pressão sai do outro lado.

Este fluido de direcção de alta pressão deixa a bomba de direcção, através das mangueiras de direcção e para a cremalheira de direcção, especificamente para a válvula rotativa.

Válvula rotativa

No interior da cremalheira de direcção, temos o que é conhecido como a válvula rotativa. Uma válvula rotativa é uma caixa de metal altamente sensível com furos estrategicamente colocados que redirecionam o fluido de direção de volta para a bomba de direção ou para a cremalheira de direção.

Pense nisso como a polícia de trânsito em um cruzamento de estrada movimentado. Ele diz ao fluido de direcção qual o caminho a seguir, dependendo de onde vira o seu volante. Eis como funciona…

• Se o volante estiver na sua posição original, a válvula rotativa redirecciona o fluido da direcção de volta para a bomba de direcção e nada acontece. O ciclo do fluido de direção movendo-se do reservatório para a bomba e para a válvula rotativa continua se repetindo.
• Mas quando o motorista vira o volante, a válvula rotativa se abre e o fluido de direção da bomba de direção é redirecionado. Desta vez, ele não volta para a bomba de direção, mas sai da válvula rotativa através das linhas de fluido e para uma das câmaras hidráulicas da prateleira de direção.

Câmara hidráulica

Quando o fluido de direção da válvula rotativa é redirecionado para a câmara hidráulica, começamos a receber assistência elétrica! Mas vamos dar um passo atrás e ver como tudo aconteceu.

Na câmara hidráulica, há um pistão hidráulico bem no meio. Ele separa a câmara hidráulica em duas porções iguais: o lado esquerdo, e o lado direito. O fluido de direcção é redireccionado para estas duas câmaras, mas aqui está a torção – elas não recebem quantidades iguais de fluido de direcção!

Quando há mais fluido de direcção num dos lados da câmara hidráulica, cria um diferencial de pressão através da câmara. O fluido de direcção então empurra o pistão hidráulico para o lado mais fraco da câmara hidráulica e a cremalheira de direcção move-se em conformidade.

Agora alguns de vocês podem estar a pensar, porque é que existe um diferencial de pressão.

Por causa da dinâmica do fluido. Ou, mais especificamente, a Equação de Bernoulli. Para lhe dar uma metáfora que o ajude a compreendê-la, imagine duas salas de tamanhos iguais com uma parede móvel que você pode empurrar para o meio. Uma sala está cheia com 50 pessoas enquanto a outra está cheia com 100 pessoas. Por ser tão quente e abafado na sala, eu empurraria a parede para que eu pudesse ter mais espaço no meu quarto. Mas ei, o outro quarto também quer mais espaço! Muito rapidamente, isto torna-se um puxão de guerra onde a equipa mais forte empurra a parede para o outro lado.

Anyway, este “empurrão da parede” é o que nos dá o poder extra. Uma vez que ambas as extremidades do suporte da direcção estão ligadas às rodas do carro, quando o suporte da direcção se move para a direita, as rodas do carro também se moverão. E… Voilà! O carro muda de direcção e o fluido da direcção flui de volta para o reservatório do fluido da direcção para repetir todo o processo novamente.

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E que meus amigos, é como funciona uma direcção hidráulica assistida.

Limites inferiores da direcção hidráulica – não suficientemente bons?

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A direcção hidráulica assistida é espantosa. Ela fornece a tão necessária assistência de direcção na nossa vida diária de deslocação. Mas, como em tudo o resto do mundo… Nada é perfeito. A direcção assistida hidráulica também tem falhas inerentes.

Limitação #1: Desadequação do Power Assist.

É lamentável que não possamos controlar a quantidade de Power Assist que obtemos. A assistência de potência que estamos recebendo pode não ser o que precisamos.

Explicarei o que quero dizer.

Por enquanto, todos nós sabemos que o motor do carro aciona nossa bomba de direção através da correia do motor. Eles estão conectados fisicamente e não há como controlar quanta potência dar ou não dar. Quer queira ou não, a velocidade da nossa bomba de direcção está directamente relacionada com o RPM do motor do carro. Quando dirigimos mais rápido, o RPM do motor do carro aumenta e a bomba funciona mais rápido. Por outro lado, quando conduzimos mais devagar, as RPM do motor do carro diminuem e a bomba abranda. Agora considere estes 3 cenários…

• Ao conduzir a baixa velocidade / estacionário
• Ao conduzir a alta velocidade
• Ao conduzir a direito

Ao conduzir a baixa velocidade ou em marcha lenta, precisávamos de mais assistência de potência porque é mais difícil conduzir o carro sem qualquer impulso. Mas na realidade, o RPM do motor do carro é baixo quando em marcha lenta, e por isso só estamos a obter a menor quantidade de assistência de potência quando, por exemplo, entramos e saímos de um estacionamento.

Quando se conduz a alta velocidade, é útil ter um volante mais rígido para que o volante se sinta mais firme e estável. Mas quando se conduz rápido, o motor do carro sobrecarrega a bomba de direcção e obtemos demasiada assistência em termos de potência. Um ligeiro empurrão no volante pode conduzir o carro numa direcção que não queremos.

Quando conduzimos em linha recta, não precisamos de qualquer assistência de potência porque não estamos a virar o carro. Mas, o motor continua a conduzir a bomba de direcção quer precisemos dela ou não. Quando você está movendo peças desnecessárias, a energia é desperdiçada e isso diminui nossa economia de combustível.

Limitação #2: Propenso a vazamentos

Há um outro problema.

Devido à própria natureza do hidráulico, precisamos de fluido de direção para que o sistema funcione. Os fluidos são muito sorrateiros, para onde quer que vão, encontrarão qualquer pequena abertura para escapar. Isso significa que sempre que usamos fluido, você pode ter certeza que chegará um momento em que ele começará a vazar.

No nosso caso, não é incomum encontrar vazamentos de fluido de direção na mangueira de direção, bomba de direção ou rack de direção após apenas alguns anos de uso. Quando isso acontece, você começará a notar que o volante se sente mais difícil de girar. Ou, você vai ter que recarregar constantemente o seu fluido de direção a cada 2 semanas mais ou menos.

Este é apenas um dos muitos problemas que podemos enfrentar em um sistema de direção hidráulica. Se você gostaria de saber mais sobre, nós listamos os 7 Problemas de Bastidor de Direção que você pode identificar só para você.

Dê uma leitura, valerá cada minuto.

O Futuro do Sistema de Direção Hidráulica

Sim, há falhas. Mas, a direcção assistida hidráulica percorreu um longo caminho e tornou a condução mais fácil e segura do que nunca. Eu não sei quanto a você, mas não consigo mais me imaginar dirigindo sem direção hidráulica!

A tecnologia é ótima e é por isso que nós continuamente tentamos melhorá-la. Ou pelo menos tentamos. A má notícia é que estamos a atingir uma maturidade para um sistema de direcção hidráulica devido a algumas das limitações inerentes.

A boa notícia é que precisamente por causa disso, estamos a começar a ver uma mudança para um sistema de direcção assistida electrónica porque podemos introduzir muito mais controlo sobre todo o sistema de direcção assistida. Tal como os sensores ABS melhoraram o sistema de travagem, também podemos fazer o mesmo para o sistema de direcção assistida. E quem sabe, pode ser apenas um trampolim para um carro sem condutor no futuro. Mas, isso seria outra história para um outro dia.

Até lá, conduza com segurança e com inteligência!